Aparecem pistas no mistério dos quasares cintilantes

Ivan de Souza 31.7.17
Alguns dos objetos mais brilhantes do Universo, os quasars estão desaparecendo rapidamente. Os astrônomos agora tentam compreender esse comportamento misterioso, e a resposta pode ajudá-los a explicar como evoluem as galáxias, como a Via Láctea.

Quasar na constelação de Leão. Imagem:Crédito: ESO, M. Kornmesser
Quasares são buracos negros supermassivos nos centros de galáxias alimentados por enormes quantidades de gás que brilham através do universo visível. Os astrônomos sabiam há muito tempo que os quasares persistem por milhões de anos antes de escurecerem lentamente ao longo de dezenas de milhares de anos. Mas, em 2014, Stephanie LaMassa, um astrônomo do Space Telescope Science Institute, em Baltimore, Maryland, descobriu um quasar que parecia desaparecer em menos de dez anos. Isso é um piscar de olhos, astronomicamente falando.

Os pesquisadores lutam para explicar essa estranheza. Talvez uma nuvem de poeira maciça passasse na frente do farol brilhante do quasar e momentaneamente bloqueasse sua luz. Ou talvez uma estrela passasse muito perto do buraco negro e rapidamente se despedaçasse, causando um brilho brilhante que os cientistas confundiram com um quasar. Parecia fisicamente impossível que um objeto tão brilhante pudesse desaparecer em tão pouco tempo.

A descoberta desencadeou a busca de mais desses quasares com "mudança de aparência". A pesquisa identificou dezenas dessas bestas misteriosas, algumas das quais se apagaram de forma mais dramática do que a primeira. Os dois estudos publicados neste mês no servidor de pré-impressão sugerem que esses quasares são apagados porque a quantidade de gás e poeira que flui através de seus discos de acréscimo - o redemoinho de matéria quente que circunda um buraco negro - cai drasticamente. Com efeito, o buraco negro morre de fome.

LUZ CINTILANTE


Em um estudo, Zhenfeng Sheng, um astrônomo da Universidade de Ciências e Tecnologia da China em Hefei, e seus colegas observaram atentamente cerca de dez quasares que apresentam mudança que já sondados pela Sloan Digital Sky Survey e a Nasa Wide-Field Infrared Survey Explorer 1. Ao olhar para esses quasares em ambos os comprimentos de onda óptica e infravermelha, a equipe poderia investigar o disco de acréscimo do quasar e seu toro -o anel em forma de rosca de nuvens de poeira que o envolve.

Esta abordagem funcionou porque o disco de acúmulo brilhante envia luz óptica em direção ao toro escuro, onde é absorvido e re-emitido como luz infravermelha. Qualquer alteração na luz do torus reflete uma mudança na luz do disco acréscimo. Então, quando Sheng e seus colegas descobriram que a luz óptica emitida por cada quasar diminuiu antes da luz infravermelha, eles sabiam que isso era causado por uma queda na quantidade de material que flui através do disco de acréscimo.

O outro estudo, liderado pelo astrônomo Damien Hutsemékers da Universidade de Liège na Bélgica, reforça essa ideia. A equipe de Hutsemékers examinou a luz que emana de um único quasar de mudança de aparência. Parte dessa luz é polarizada à medida que passa por regiões ao redor do quasar que se pensa serem ricas em elétrons, assim como as moléculas da atmosfera da Terra dispersam e polarizam a luz do Sol.

Os pesquisadores estavam tentando determinar se uma nuvem de poeira estava bloqueando o disco de acréscimo do quasar; Se fosse, mais da luz do quasar parece vir das regiões de polarização. Mas a equipe não detectou um aumento na luz polarizada do quasar, uma vez que começou a escurecer. Isso exclui a presença de uma nuvem de poeira, mas não alterações no disco de acumulação.
Nicholas Ross, um astrônomo da Universidade de Edimburgo, Reino Unido, diz que os resultados dos dois estudos são intrigantes, se preliminares.

UMA OLHADA EM GALÁXIAS PRIMORDIAIS


Se os astrônomos puderem definir o mecanismo por trás dos quasares de mudança, e os prazos nos quais esses objetos piscarão fora da existência, isso poderia ajudá-los a entender melhor como as galáxias evoluem.

Considera-se que toda galáxia maciça acolheu um quasar em seus primeiros anos . Os buracos negros supermassivos em quasares podem liberar ventos suficientemente fortes para impedir a formação de estrelas em uma jovem galáxia. Ao longo do tempo, uma galáxia que hospedou um quasar estável por longos períodos pode parecer muito diferente de um com quasar que se comportou imprevisivelmente. Uma maneira de pensar sobre isso é imaginar duas banheiras idênticas cheias de água, diz Meg Urry, um astrônomo da Universidade de Yale em New Haven, Connecticut. derramando uma xícara de água fervente em uma e um par de litros de água morna no outra daria aos banhistas experiências muito diferentes, ela observa.

Descobrir o funcionamento interno dos quasares de mudança de aspecto também poderia ajudar os astrônomos a traçar a forma como o gás e o pó flui para um buraco negro. Embora os últimos resultados sugerem que os quasares de mudança de aparência diminuem drasticamente porque ficam sem combustível, os pesquisadores ainda não conseguem explicar como isso aconteceria em tão pouco tempo.

Mas LaMassa, que foi uma das cadeiras da primeira conferência em quasars de mudança em julho, juntamente com Ross, pensa que o campo está no caminho certo. "Há muitas perguntas ainda a serem respondidas", diz ela. "Mas eu acho que estamos fazendo as perguntas certas e indo na direção certa".


Este artigo é reproduzido com permissão e foi publicado pela primeira vez em 28 de julho de 2017.

Pesquisador, entusiasta da ciência, e divulgador cientifico. Autor de vários sites e blogs de Ciencia, entre eles o Astrumphyca.org.. Ateu, é defensor fervoroso do secularismo na educação e na politica.

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