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mar 24

Esforço conjunto: telescópios Fermi e HESS observam um Blazar

No coração de uma galáxia ativa, a matéria do disco de acresção cai dentro do buraco negro supermassivo, mas parte desta massa é desviada e cria jatos de partículas que viajam em velocidades relativísticas. Essa imagem represnta uma galáxia ativa classificada como blazar e um do seus jatos de matéria se dirige diretamente até a Terra. Crédito: NASA/Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

No coração de uma galáxia ativa, a matéria do disco de acresção cai dentro do buraco negro supermassivo, mas parte desta massa é desviada e cria jatos de partículas que viajam em velocidades relativísticas. Essa imagem represnta uma galáxia ativa classificada como blazar e um do seus jatos de matéria se dirige diretamente até a Terra. Crédito: NASA/Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

Uma equipe internacional de astrofísicos usando telescópios terrestres e espaciais tem observado surpreendentes alterações na radiação emitida por uma galáxia ativa. O quadro que surge a partir destas primeiras observações simultâneas com telescópios ópticos, de raios-X e de última geração de raios gama é muito mais complexo do que os cientistas esperavam e desafia as atuais teorias de como a radiação das galáxias ativas é gerada.

Galáxia ativa: dê um clique nessa imagem para ver animação em quicktime do blazar

Buraco negro central supermassivo em galáxia ativa: dê um clique nessa imagem para ver a animação em quicktime do blazar

A galáxia em questão é a PKS 2155-304, um tipo de objeto conhecido como “blazar“. Como muitas outras galáxias ativas, um blazar emite jatos de partículas dirigidos em sentidos opostos que viajam quase a velocidade da luz quando a matéria em acresção cai no buraco negro supermassivo central. Esses poderosos jorros de matéria são também denominados “jatos relativísticos” por causa da altíssima velocidade em que a matéria é ejetada. Este processo de criação dos jatos ainda não é bem compreendido. No caso do blazar, a galáxia está orientada de tal forma que observamos de forma privilegiada justamente um de seus jatos, que está apontado exatamente em nossa direção como mostra a ilustração acima e a animação disponível no ícone à esquerda.

A galáxia ativa PKS 2155-304 está situada a uma formidável distância de 1,5 bilhões de anos-luz na constelação de Piscis Austrinus e é uma fonte normalmente detectável porém tênue de raios gama. Mas quando o jato relativístico é incrementado por uma grande explosão, como ocorreu em 2006, a galáxia pode converter-se em uma das fontes mais brilhantes do céu nas freqüências da radiação de raios gama que os cientistas já conseguiram detectar – mais de 50 bilhões de vezes mais potente que a energia de sua luz visível. A absorção atmosférica de um dos feixes de raios gama cria um chuveiro de partículas subatômicas de curta-duração. Quando essas partículas penetram a atmosfera elas criam um relâmpago de luz azul e são capturados pelo High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.), uma rede de telescópios localizada na Namíbia.

Os raios gama de baixas energias por sua vez foram detectados diretamente por o Telescópio de Gran Área (LAT) a bordo do Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi da NASA. “O lançamento de Fermi nos dá a possibilidade de medir pela primeira vez esta potente galáxia através dos mais diversos comprimentos de onda”, disse Werner Hofmann, porta-voz do equipo H.E.S.S. no Instituto Max Planck para Física Nuclear em Heidelberg, Alemanha.

Visão artística do detector LAT do telescópio espacial Fermi

Visão artística do detector LAT do telescópio espacial Fermi

Tendo o regime de raios gama completamente monitorado, a equipe voltou suas atenções para os satélites Swift e Explorador Sincrônico de raios-X Rossi (RXTE) da NASA para obter também os dados das emissões de raios-X dessa galáxia. Para terminar de afinar a cobertura dessa faixa de freqüências de onda estava o Telescópio Automático para Monitoração Óptica H.E.S.S., o qual registrou a atividade da galáxia em luz visível.

Os 4 telescópios gêmeos H.E.S.S.

Os 4 telescópios gêmeos H.E.S.S.

Entre o dia 25 de agosto e 6 de setembro de 2008, os telescópios monitoraram a PKS 2155-304 em seu estado tranqüilo sem explosões. Os resultados da campanha de 12 dias foram surpreendentes.

tochaDurante os episódios de explosões deste e outros blazares, as emissões de raios-X e raios gama sobem e baixam junto. Mas tal comportamento não ocorre dessa forma quando a PKS 2155-304 está em seu estado tranqüilo e não se sabe ainda por que.

O que é ainda mais estranho é que a luz visível da galáxia sobe e baixa com a emissão de raios gama. “É como observar uma tocha cujas temperaturas máximas e mínimas mudam repentinamente, mas as temperaturas intermediárias não”, disse Berrie Giebels, astrofísico da Escola Politécnica da França que trabalhou com as equipes dos telescópios Fermi e H.E.S.S.

“Os astrônomos estão aprendendo que os vários constituintes dos jatos de matéria no blazar interagem de forma bastante complexa para produzir a radiação que observamos”, disse o membro do equipo Fermi Jim Chiang da Universidade de Stanford na Califórnia. “Estas observações podem conter as primeiras pistas que nos ajudarão a elucidar o que realmente está passando no coração de um blazar“.

Os resultados desse trabalho foram publicados na revista The Astrophysical Journal.

Os 4 telescópios gêmeos do High Energy Stereoscopic System na Namíbia detectaram os flashes atmosféricos causados pela absorção dos raios-gama ultra energéticos emitidos pelo blazar. Crédito: H.E.S.S.

Os 4 telescópios gêmeos do High Energy Stereoscopic System na Namíbia detectaram os flashes atmosféricos causados pela absorção dos raios-gama ultra energéticos emitidos pelo blazar. Crédito: H.E.S.S.

Fontes e referências:

The Register: Astroboffins probe mysterious ‘blazar’ [ Like looking into a bizarro cosmic blowtorch, seemingly ] por Lewis Page

ArXiv.org: Simultaneous observations of PKS 2155-304 with H.E.S.S., Fermi, RXTE and ATOM: spectral energy distributions and variability in a low state por H.E.S.S., Fermi-LAT collaborations

NASA’s Fermi Mission, Namibia’s HESS Telescopes Explore a Blazar


2 comentários

7 menções

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  1. ROCA

    Os Blazares fazem parte dos fenômenos mais energéticos do Universo.

  2. Osvandir

    Puxa, como não somos nada perante estas grandezas!

    Osvandir

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