J1144: eROSITA observa mudanças em um poderoso quasar

Pesquisadores observaram a emissão de raios-X do quasar mais luminoso visto nos últimos 9 bilhões de anos da história cósmica. Mudanças significativas na emissão do quasar fornecem uma nova perspectiva sobre o funcionamento interno dos quasares e como eles interagem com seu ambiente. O estudo foi conduzido pelo Dr. Elias Kammoun, pesquisador de pós-doutorado no Instituto de Pesquisa em Astrofísica e Planetologia (IRAP), e Zsofi Igo, candidato a doutorado no Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE).

Hospedado por uma galáxia a 9,6 bilhões de anos-luz da Terra, entre as constelações de Centaurus e Hydra, o quasar conhecido como SMSS J114447.77-430859.3, ou J1144 para abreviar, é extremamente poderoso. Brilhando 100.000 bilhões de vezes mais que o Sol, J1144 está muito mais perto da Terra do que outras fontes da mesma luminosidade, permitindo que os astrônomos obtenham informações sobre o buraco negro que alimenta o quasar e seu ambiente circundante.

Os quasares estão entre os objetos mais brilhantes e distantes do universo conhecido, alimentados pela queda de gás em um buraco negro supermassivo. Eles podem ser descritos como núcleos galácticos ativos (AGN) de altíssima luminosidade que emitem grandes quantidades de radiação eletromagnética, observável em comprimentos de onda de rádio, infravermelho, visível, ultravioleta e raios-X. J1144 foi inicialmente observado em comprimentos de onda visíveis em 2022 pelo SkyMapper Southern Survey (SMSS).

Para este estudo, os pesquisadores combinaram observações de vários observatórios em órbita ao redor da Terra: o instrumento eROSITA [1] a bordo do observatório Spectrum-Roentgen-Gamma (SRG), o observatório ESA XMM-Newton, o Nuclear Spectroscopic Telescope Array da NASA (NuSTAR) e o Observatório de Neil Gehrels Swift. O eROSITA [1] detectou a fonte durante as cinco primeiras varreduras do céu entre 2020 e 2022.

O autor Zsofi Igo afirmou:

O eROSITA [1] não é apenas um instrumento fantástico para descobrir esses raros quasares brilhantes, mas também para monitorar sua variabilidade ao escanear repetidamente sua emissão de raios-X a cada seis meses. Será vital para aprofundar nosso conhecimento da física de acreção.

Zsofi Igo

A equipe usou os dados do eROSITA e de outros observatórios para medir a temperatura dos raios-X emitidos pelo quasar. Eles descobriram que essa temperatura é de cerca de 350 milhões de Kelvin, mais de 60.000 vezes a temperatura na superfície do Sol. A equipe também descobriu que a massa do buraco negro no centro do quasar é cerca de 10 bilhões de vezes a massa do Sol, e a taxa em que está crescendo é da ordem de 100 massas solares por ano.

Mais informações foram reveladas ao estudar como as propriedades do quasar mudam ao longo do tempo. Por exemplo, a eROSITA descobriu que J1144 é variável em seu brilho ao longo de escalas de tempo de um ano, mas curiosamente mostrou pouca variação na forma de seu espectro de energia durante este período. Também foi detectada variabilidade em uma escala de tempo de alguns dias, o que geralmente não é visto em quasares com buracos negros tão grandes quanto o residente em J1144. Além disso, as observações mostraram que, enquanto uma porção do gás é engolida pelo buraco negro, parte do gás é ejetado na forma de ventos extremamente poderosos, liberando grandes quantidades de energia na galáxia hospedeira.

Dr. Elias Kammoun, principal autor do artigo, declarou:

Quasares semelhantes são geralmente encontrados a distâncias muito maiores, então eles parecem muito mais fracos, e nós os vemos como eram quando o Universo tinha apenas 2-3 bilhões de anos. J1144 é uma fonte muito rara, pois é muito luminosa e muito mais próxima da Terra, dando-nos uma visão única de como são esses poderosos quasares.

Dr. Elias Kammoun

Nota [1] eROSITA é um instrumento de raios X construído pelo Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE) na Alemanha. Faz parte do observatório espacial russo-alemão Spektr-RG, que também carrega o telescópio russo ART-XC. Foi lançado pela Roscosmos em 13 de julho de 2019 de Baikonur e implantado em uma órbita de halo de 6 meses em torno do segundo ponto de Lagrange (L2). Começou a coletar dados em outubro de 2019. Infelizmente, devido ao colapso da cooperação institucional entre Alemanha e Rússia após a invasão da Ucrânia, o instrumento parou de coletar dados em 26 de fevereiro de 2022

Artigo Científico

MNRAS: The first X-ray look at SMSS J114447.77-430859.3 the most luminous quasar in the last 9 Gyr

Fonte

MPG: eROSITA sees changes in the most powerful quasar

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