Nota de Imprensa

Descoberta maior ejeção de matéria de um buraco negro

Novas observações do ESO revelam o mais poderoso jato de quasar alguma vez encontrado

28 de Novembro de 2012

Os astrónomos utilizaram o Very Large Telescope do ESO (VLT) para descobrir um quasar com o jato mais energético alguma vez observado, com pelo menos cinco vezes mais energia do que qualquer outro observado até à data. Os quasares são núcleos galácticos extremamente brilhantes, alimentados por um buraco negro de elevada massa. Muitos deles libertam enormes quantidades de material para as galáxias hospedeiras, sendo que esta expulsão de matéria desempenha um papel fundamental na evolução das galáxias. No entanto e até agora, os jatos dos quasares observados não eram tão potentes como previsto pela teoria.

Os quasares são centros de galáxias distantes muito luminosos, alimentados por enormes buracos negros. Este novo estudo observou um destes objetos energéticos - conhecido por SDSS J1106+1939 - com todo o pormenor, utlizando o instrumento X-shooter, montado no VLT do ESO, no Observatório do Paranal, no Chile [1]. Embora os buracos negros sejam conhecidos por atraírem material, a maioria dos quasares também acelera alguma desta matéria em torno de si mesmo, ejetando-a depois a altas velocidades.

"Descobrimos o jato de quasar mais energético conhecido até à data. A taxa à qual a energia é dissipada por esta enorme massa de material ejetado a altas velocidades pelo SDSS J1106+1939 é, pelo menos, equivalente a dois biliões de vezes a energia libertada pelo Sol, o que é, por sua vez, cerca de 100 vezes mais do que a energia total libertada pela galáxia da Via Láctea - é, de facto, um jato monstruoso," diz o chefe da equipa Nahum Arav (Virginia Tech, EUA). "Esta é a primeira vez que um jato de quasar mostra ter as altas energias previstas pela teoria."

Muitas simulações teóricas sugerem que o impacto destes jatos nas galáxias que os rodeiam pode resolver vários enigmas da cosmologia moderna, incluindo como é que a massa de uma galáxia se encontra ligada ao seu buraco negro central, e porque é que existem tão poucas galáxias muito grandes no Universo. No entanto, até agora permanecia incerto se os quasares conseguiam ou não produzir jatos de matéria suficientemente poderosos para dar origem a estes fenómenos [2].

O novo jato recentemente descoberto situa-se a cerca de mil anos-luz de distância do buraco negro de elevada massa, no coração do quasar SDSS J1106+1939. Este jato é, pelo menos, cinco vezes mais energético do que o último detentor do recorde [3]. A análise efectuada pela equipa mostra que uma massa de aproximadamente 400 vezes a do Sol, liberta-se deste quasar, por ano, deslocando-se a uma velocidade de 8000 quilómetros por segundo.

"Não teríamos podido obter os dados de alta qualidade necessários a esta descoberta sem o espectrógrafo X-shooter," diz Benoit Borguet (Virgina Tech, EUA), autor principal do novo artigo científico que descreve os resultados. "Pela primeira vez conseguimos explorar a região em torno do quasar com grande detalhe."

Para além do SDSS J1106+1939, a equipa observou também um outro quasar e descobriu que ambos os objetos possuem jatos poderosos. Uma vez que estes são exemplos típicos de um tipo de quasares [4], comum mas pouco estudado até agora, estes resultados devem poder aplicar-se, de modo geral, aos quasares luminosos em todo o Universo. Borguet e colegas estão atualmente a estudar uma dúzia de objetos similares para ver se este é efetivamente o caso.

"Há mais de uma década que procuro algo deste género," diz Nahum Arav, "por isso é muito excitante encontrar finalmente um destes jatos monstruosos, previstos pela teoria!" 

Notas

[1] A equipa observou SDSS J1106+1939 e J1512+1119 em abril de 2011 e março de 2012, com o auxílio do espectrógrafo X-shooter, montado no VLT do ESO. Ao separar a radiação nas suas componentes de cor e estudando em detalhe o espectro resultante, os astrónomos puderam deduzir a velocidade e outras propriedades do material próximo do quasar.

[2] O poderoso jato observado no SDSS J1106+1939 transporta suficiente energia cinética para desempenhar um papel importante nos processos de feedback de galáxias ativas, os quais requerem uma entrada de energia mecânica de cerca de 5% da luminosidade do quasar. A taxa à qual a energia cinética está a ser transferida pelo jato é descrita como a sua luminosidade cinética.

[3] O SDSS J1106+1939 tem um jato com uma luminosidade cinética de, pelo menos, 10⁴⁶ ergs s^-1. As distâncias dos jatos ao quasar central (300-8000 anos-luz) é maior do que a esperada, sugerindo que estamos a observar os jatos longe da região onde pensamos que eles estão a ser inicialmente acelerados (0,03-0,4 anos-luz).

[4] Uma classe conhecida como quasares com riscas de absorção largas. 

Informações adicionais

Este trabalho foi apresentado num artigo científico "Major contributor to AGN feedback: VLT X-shooter observations of SIV BAL QSO outflows", que será publicado na revista da especialidade The Astrophysical Journal.

A equipa é composta por: B. C. J. Borguet (Virginia Tech, EUA), N. Arav (Virginia Tech, EUA), D. Edmonds (Virginia Tech, EUA), C. Chamberlain (Virginia Tech, EUA), C. Benn (Grupo de Telescópios Isaac Newton, Espanha).

O ano de 2012 marca o quinquagésimo aniversário da fundação do Observatório Europeu do Sul (ESO). O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO é financiado por 15 países: Alemanha, Áustria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Itália, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e funcionamento de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta, no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope, o observatório astronómico óptico mais avançado do mundo e dois telescópios de rastreio. O VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo que trabalha no infravermelho e o VLT Survey Telescope, o maior telescópio concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é o parceiro europeu do revolucionário telescópio ALMA, o maior projeto astronómico que existe atualmente. O ESO encontra-se a planear o European Extremely Large Telescope, E-ELT, um telescópio de 39 metros que observará na banda do visível e próximo infravermelho. O E-ELT será "o maior olho no céu do mundo". 

Links

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1247, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.