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fev 01

O observatório de raios gama FERMI revela os blazares mais extremos até então já observados

https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/blazar_1.jpg

As galáxias ativas, alimentadas por buracos negros, chamadas de blazares, são algumas das fontes mais comuns detectadas pelo observatório espacial de raios gama Fermi da NASA. À medida que a matéria cai na direção do buraco negro supermassivo no centro da galáxia, parte é acelerada para fora quase à velocidade da luz ao longo de jatos apontados em direções opostas. Quando um dos jatos está afortunadamente mirando na direção da Terra, como mostra a ilustração, este aparece especialmente brilhante e é classificado como um blazar. Créditos: M. Weiss/CfA

O Telescópio Espacial de Raios-gama FERMI da NASA identificou os blazares de raios-gama mais longínquos. Um blazar é um tipo de galáxia ativa cujas emissões intensas são alimentadas por buracos negros supermassivos. Para ser um blazar, o feixe de radiação da galáxia ativa deve estar apontado em nossa direção. A luz destes objetos distantes começou a sua viagem até nós quando o Universo tinha 1,4 bilhões de anos, ou cerca de 10% da sua idade atual.

Roopesh Ojha, astrônomo do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland, EUA, explicou:

Apesar da sua “juventude”, estes blazares muito distantes hospedam alguns dos buracos negros mais massivos conhecidos. O fato de terem se desenvolvido tão cedo na história do Universo desafia as ideias atuais de como os buracos negros supermassivos se formam e crescem. Nós queremos encontrar mais destes objetos para entendemos melhor o processo.

Roopesh Ojha apresentou uma palestra sobre o tema em 30 de janeiro de 2017, na reunião da Sociedade Americana de Física em Washington e o artigo científico que descreve os resultados foi submetido à The Astrophysical Journal Letters.

Os blazares constituem cerca da metade das fontes de raios-gama detectadas pelo dispositivo LAT (Large Area Telescope) do observatório espacial FERMI. Os astrônomos pensam que as emissões dessas galáxias ativas altamente energéticas são alimentadas por matéria aquecida e esmigalhada à medida que cai em um disco de acreção espiralando na direção de um buraco negro supermassivo com um milhões (ou mais) de vezes a massa do Sol. Uma fração deste material em queda é redirecionado para um par de jatos de partículas, que explodem para fora em direções opostas quase atingindo velocidade da luz (como um acelerador ‘natural’ de partículas). Os blazares são bastante luminosos em todas as formas de luz, incluindo raios-gama, a radiação mais energética, quando por sorte um dos jatos aponta quase diretamente na nossa direção.

Previamente, os blazares mais distantes detectados pelo FERMI emitiram a sua radiação quando o Universo tinha cerca de 2,1 bilhões de anos de idade. Observações anteriores demonstraram que os blazares mais distantes produzem a maior parte da sua radiação em energias cuja frequência fica a meio termo, entre a dos raios gama detectados pelo LAT e a habitualmente detectada pelos satélites de raios-X atuais, o que tornou a sua descoberta extremamente difícil.

Contudo, o time do FERMI divulgou em 2015 um reprocessamento completo de todos os dados do LAT, denominado por “Passagem 8”, o que forneceu tantas melhorias que os astrônomos disseram que era como se ter ganho um novo instrumento. O ganho de sensibilidade do LAT, nas energias mais baixas, aumentou a perspectiva de se descobrir blazares mais longínquos.

O time de pesquisa foi liderado por Vaidehi Paliya e Marco Ajello da Universidade de Clemson, em Carolina do Sul, EUA, e incluiu Dario Gasparrini do Centro de Dados Científicos da Agência Espacial Italiana em Roma bem como Roopesh Ojha da NASA.

Eles começaram procurando por fontes mais distantes em um catálogo de 1,4 milhões de quasares, uma classe de galáxias intimamente relacionada com blazares. Dado que somente as fontes mais brilhantes podem ser detectadas a grandes distâncias cósmicas, eliminaram então todos exceto os objetos mais brilhantes no rádio da lista. Com uma amostra final de aproximadamente 1.100 objetos, os cientistas examinaram então os dados do LAT, resultando na detecção de cinco novos blazares de raios-gama.

Expressados nos termos de ‘z’, “desvio para o vermelho” (redshift), o fator preferido dos astrônomos para o cosmos profundo, os novos blazares variam seu “desvio para o vermelho” de z=3,3 até z=4,31, o que significa que a luz que agora detectamos começou a sua viagem até nós quando o Universo tinha entre 1,9 e 1,4 bilhões de anos, respectivamente.

Vaidehi Paliya destacou:

Quando descobrimos estas fontes, recolhemos todos os dados de comprimento de onda disponíveis e derivamos propriedades como a massa do buraco negro, a luminosidade do disco de acreção e o poder dos jatos.

Dois dos blazares possuem buracos negros com 1 bilhão de massas solares ou mais. Todos os objetos possuem discos de acreção extremamente luminosos que emitem mais de 2 trilhões de vezes a energia liberada por nosso Sol. Isto significa que a matéria está continuamente a cair para o buraco negro, encurralada e exprimida em um disco e extremamente aquecida antes de fazer o mergulho final atravessando o horizonte de eventos.

Dario Gasparrini declarou que:

A questão principal agora é saber como é que estes buracos negros gigantescos se formaram no Universo primordial. Não sabemos quais os mecanismos que acionaram o seu rápido desenvolvimento.

Por ora, o time planeja continuar na busca profunda por exemplos adicionais.

Marco Ajello concluiu:

Pensamos que o FERMI detectou apenas a “ponta do iceberg” cosmológico, ou seja, os primeiros exemplos de uma população de galáxias que anteriormente não foi detectada em raios-gama.

Fonte

NASA: NASA’s FERMI Discovers the Most Extreme Blazars Yet

._._.

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