Os astrónomos usaram o extraordinário poder do Telescópio Espacial Hubble da NASA para obter uma visão sem precedentes do coração de um quasar, o centro brilhante de uma galáxia alimentada por um buraco negro supermassivo que devora material próximo. Estas novas observações do Hubble revelam características interessantes e inesperadas em torno dos quasares.
Astrônomos amadores podem observar um objeto extraordinário conhecido como 3C273, o objeto mais distante já observado através de um telescópio de quintal padrão. 3C273 brilha com a luz de trilhões de sóis e está a mais de 2 bilhões de anos-luz de distância. Hoje, reconhecemo-lo como o núcleo deslumbrante de uma galáxia ativa, alimentada por um buraco negro supermassivo que engole grandes quantidades de matéria.
Em 1963, porém, 3C273 ainda era um mistério. O astrônomo Maarten Schmidt estudou-o depois de observar suas poderosas emissões de rádio. Através dos telescópios mais avançados da época, parecia uma estrela, mas sua luz apresentava características estranhas. A expansão do universo estende sua luz para comprimentos de onda vermelhos, um fenômeno conhecido como redshift cosmológico. Isto coloca 3C273 a impressionantes 2,5 mil milhões de anos-luz de distância – demasiado longe para uma estrela comum. A descoberta de Schmidt introduziu uma nova classe de objetos: quasares, ou objetos quase estelares. O seu imenso brilho e produção de energia nunca foram vistos antes, desafiando a nossa compreensão do universo.
Décadas antes, em 1929, o astrofísico Sir James Jeans teorizou que os centros brilhantes das galáxias poderiam agir como “buracos brancos”, transportando matéria de outra dimensão para o nosso universo. No entanto, agora sabemos que o oposto é verdadeiro. Os quasares são alimentados por buracos negros supermassivos, que devoram vorazmente o material circundante. Eles fazem parte de um grupo mais amplo de núcleos galácticos ativos e são cruciais para a compreensão da formação e evolução das galáxias.
Observações recentes usando o Telescópio Espacial Hubble forneceram novos insights sobre os quasares. As imagens nítidas do Hubble capturaram estruturas incomuns a 16.000 anos-luz do buraco negro 3C273, incluindo filamentos, lóbulos e uma misteriosa estrutura em forma de L. Alguns deles podem ser restos de pequenas galáxias satélites que caíram no buraco negro, que tem uma massa de quase 900 milhões de sóis. Existem pelo menos um milhão de quasares espalhados pelo céu, e esses objetos deslumbrantes continuam sendo uma importante área de estudo. Tudo começou com 3C273, o primeiro quasar já descoberto, abrindo as portas para a compreensão dos fenómenos mais energéticos do universo.
Bin Ren, do Observatório da Côte d'Azur e da Universidade da Côte d'Azur em Nice, França, descreveu as descobertas como "estranhas". Todas estas características estão localizadas a 16.000 anos-luz do buraco negro, fornecendo novas informações sobre o ambiente caótico que rodeia estes fenómenos cósmicos de alta energia.
Alguns destes objetos podem ser pequenas galáxias satélites em torno do buraco negro, pelo que poderiam fornecer material agregado ao buraco negro supermassivo central, alimentando o farol brilhante. "Graças ao poder de observação do Hubble, estamos a abrir novas portas na compreensão dos quasares. Os meus colegas estão entusiasmados porque nunca viram tantos detalhes antes."
Os quasares aparecem como fontes pontuais de luz no céu (daí o nome quasar). O quasar no novo estudo, 3C273, foi confirmado como o primeiro quasar pelo astrónomo Maarten Schmidt em 1963. Está a 2,5 mil milhões de anos-luz de distância da Terra, demasiado longe para estrelas. Sua energia deve estar além da imaginação e sua luminosidade é mais de 10 vezes mais brilhante que a da galáxia elíptica gigante mais brilhante. Isto abre um novo mistério inesperado na cosmologia: o que impulsiona a produção de tão grandes quantidades de energia? A razão é provavelmente o acúmulo de matéria no buraco negro.
Em 1994, a perspectiva de ponta do Hubble revelou que o ambiente em torno dos quasares era muito mais complexo do que se suspeitava inicialmente. A imagem mostra que ocorreram colisões e fusões galácticas entre o quasar e a galáxia companheira, e camadas de detritos caíram sobre o buraco negro supermassivo. Isso reacendeu os enormes buracos negros que alimentam os quasares.
Para o Hubble, olhar para o quasar 3C273 é como olhar diretamente para o brilho dos faróis de um carro e tentar ver uma formiga rastejando pelas bordas ao seu redor. Este quasar emite milhares de vezes a energia de todas as estrelas de uma galáxia. 3C273 é um dos quasares mais próximos da Terra, localizado a 2,5 bilhões de anos-luz de distância. (Se estivesse muito perto da Terra, a apenas algumas dezenas de anos-luz de distância, seria tão brilhante quanto o Sol no céu!).
O instrumento STIS do Hubble pode atuar como um coronógrafo, bloqueando a luz de uma fonte central, não muito diferente da forma como a Lua bloqueia o brilho do Sol durante um eclipse solar total. Os astrónomos usaram o STIS para descobrir discos de poeira em torno das estrelas para compreender a formação de sistemas planetários, e agora podem usar o STIS para compreender melhor as galáxias hospedeiras dos quasares. O Hubble Coronal Imager permite que os astrônomos cheguem oito vezes mais perto de um buraco negro do que nunca.
Os cientistas obtiveram informações raras sobre o jato de material extragaláctico do quasar, com 300.000 anos-luz de duração, que está se espalhando pelo espaço quase à velocidade da luz. Ao comparar os dados do coronógrafo STIS com imagens arquivadas do STIS com 22 anos de intervalo, uma equipe de pesquisa liderada por Ren Xiaoping concluiu que o jato se move mais rápido à medida que se afasta deste monstruoso buraco negro.
"Com estruturas espaciais finas e movimentos de jato, o Hubble preenche a lacuna entre as medições de interferência de rádio em pequena escala e as observações de imagens ópticas em grande escala, para que possamos dar um passo em direção a uma compreensão mais abrangente da morfologia hospedeira dos quasares. Nossas observações anteriores foram muito limitadas, mas o Hubble nos permite entender detalhadamente morfologias complexas de quasares e interações de galáxias. No futuro, novas observações de 3C273 em luz infravermelha usando o Telescópio Espacial James Webb podem nos dar mais pistas, "Ren disse.
Existem pelo menos um milhão de quasares espalhados pelo céu. Eles são "holofotes" de fundo úteis para várias observações astronômicas. Os quasares eram mais abundantes cerca de 3 mil milhões de anos após o Big Bang, quando as colisões de galáxias eram mais comuns.
O Telescópio Espacial Hubble tem sido uma pedra angular das descobertas astronómicas há mais de três décadas, revolucionando a nossa compreensão do universo. Uma colaboração entre a NASA e a Agência Espacial Europeia (ESA), o Hubble orbita a Terra, capturando imagens e dados impressionantes que aprofundam a nossa compreensão dos fenómenos cósmicos, desde galáxias distantes até buracos negros.
Gerenciadas pelo Goddard Space Flight Center da NASA em Maryland e apoiadas pela Lockheed Martin Spaceflight em Denver, as operações do Hubble são uma prova do trabalho em equipe internacional e da engenharia avançada. As operações científicas do telescópio são conduzidas pelo Space Telescope Science Institute (STScI) em Baltimore, que é administrado pela Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia. Através das suas descobertas inovadoras, o Hubble continua a ser uma ferramenta essencial na exploração do universo e inspirou gerações de cientistas e entusiastas.
Compilado de /ScitechDaily