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fev 24

B3 0727+409: a radiação de fundo de micro-ondas do Big Bang permitiu a descoberta de jato relativístico emanado por quasar distante

http://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/b30727.jpg

Imagem mostra o grande jato em raios-X associado ao quasar B3 0727+409. Créditos: em raios-X – NASA/CXC/ISAS/Aurora Simionescu et al; no espectro visível: DSS

Astrônomos usaram o Observatório de Raios-X Chandra da NASA para descobrir um jato emitido por um buraco negro supermassivo muito distante iluminado pela luz mais antiga do Universo. Esta descoberta mostra que os buracos negros com jatos poderosos podem ser mais comuns do que se pensava nos primeiros bilhões de anos após o Big Bang.

A luz detectada do jato foi emitida quando o Universo tinha ‘apenas’ 2,7 bilhões de anos, um-quinto da sua idade atual. Naquela época, a intensidade da radiação cósmica de fundo em micro-ondas (em inglês: CMB – “cosmic microwave background radiation”), o brilho remanescente do Big Bang, era muito maior do que medimos hoje.

O jato foi descoberto no sistema conhecido como B3 0727+409 e mede pelo menos 300.000 anos-luz. Já foram detectados muitos longos jatos emitidos por buracos negros supermassivos no Universo vizinho, mas exatamente da maneira como estes jatos emitem raios-X, tornou-se uma questão para debates. No cenário do sistema B3 0727+409, parece que a CMB está sendo impulsionada para comprimentos de onda na faixa dos raios-X.

Aurora Simionescu, membro do ISAS (Institute of Space and Astronautical Studies) da JAXA, que liderou o estudo, explicou:

Uma vez que estamos vendo este jato quando o Universo tinha menos de 3 bilhões de anos de idade, esse jato é cerca de 150 vezes mais brilhante em raios-X do que seria no Universo próximo.

À medida que os elétrons no jato voam a partir do buraco negro em velocidade próxima à da luz, eles se movem através do mar de radiação da CMB e colidem com os fótons em micro-ondas da radiação de fundo, aumentando a energia dos fótons até à banda dos raios-X para serem detectados pelo Chandra. Isto significa que os elétrons presentes no jato de B3 0727+409 devem manter-se em movimento próximo da velocidade da luz ao longo de centenas de milhares de anos-luz.

Os elétrons emanados pelos jatos dos buracos negros emitem fortemente em comprimentos de onda do rádio, por isso normalmente estes sistemas são descobertos com observações no na banda do rádio. A descoberta do jato em B3 0727+409 é especial, até agora, porque quase nenhum sinal no rádio foi detectado neste objeto, ao mesmo tempo que é facilmente observado na imagem de raios-X.

O coautor do estudo Lukasz Stawarz, membro da Universidade Jagiellonski na Polónia, complementou:

Nós essencialmente nos deparamos com este jato impressionante porque estava, por acaso, no campo de visão do Chandra enquanto observávamos outros objetos.

Até agora, os cientistas identificaram bem poucos jatos distantes o suficiente para que o seu brilho em raios-X seja amplificado pela CMB tão claramente quanto no sistema B3 0727+409. Mas, acrescentou Stawarz:

Se os jatos brilhantes em raios-X podem existir com homólogos muito fracos ou não detectados no rádio, isso significa que poderão haver muito mais lá fora, uma vez que não temos andado sistematicamente na busca por eles.

O coautor Teddy Cheung do Laboratório de Pesquisa Naval em Washington DC, EUA, explicou:

A atividade dos buracos negros supermassivos, incluindo o lançamento de jatos, pode ser diferente no início do Universo do que o que vemos mais tarde. Ao descobrir e estudar mais destes jatos distantes, podemos começar a entender como as propriedades dos buracos negros supermassivos podem mudar ao longo de bilhões de anos.

Os resultados foram publicados em 1 de janeiro de 2016 em The Astrophysical Journal Letters, no artigo intitulado “Serendipitous discovery of an extended X-ray jet without a radio counterpart in a high-redshift quasar”, assinado por Aurora Simionescu et al.

Fonte

NASA: Glow from the Big Bang Allows Discovery of Distant Black Hole Jet

Artigo Científico

Serendipitous discovery of an extended X-ray jet without a radio counterpart in a high-redshift quasar

._._.

1509.04822v2-Serendipitous-discovery-of-an-extended-X-ray-jet-without-a-radio-counterpart-in-a-high-redshift-quasar

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