Astrônomos utilizam o telescópio Hubble para investigar buraco negro que alimenta quasar
Astrônomos usaram as capacidades únicas do Telescópio Espacial Hubble, da NASA, para observar mais de perto do que nunca o “coração” de um buraco negro monstruoso que alimenta um quasar. Um quasar é o centro de uma galáxia que brilha intensamente enquanto o buraco negro consome material em seu entorno imediato.
As novas observações do Hubble sobre o ambiente ao redor do quasar revelaram muitos “fenômenos estranhos”, de acordo com Bin Ren, do Observatório da Côte d’Azur e da Université Côte d’Azur, em Nice, França. “Identificamos algumas estruturas de tamanhos variados e uma misteriosa estrutura filamentar em forma de L. Tudo isso está a uma distância de 16.000 anos-luz do buraco negro.”
Alguns desses objetos podem ser pequenas galáxias satélites ao redor do buraco negro, que poderiam fornecer material para ser absorvido pelo buraco negro supermassivo central, alimentando o brilhante “farol” do quasar.
“Graças ao poder de observação do Hubble, estamos abrindo um novo caminho para entender os quasares”, disse Ren. “Meus colegas estão empolgados porque nunca viram tantos detalhes assim antes.”
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Os quasares parecem estrelas quando vistos como fontes pontuais de luz no céu (daí o nome quasi-stellar object, ou objeto quase estelar). O quasar deste estudo, 3C 273, foi identificado em 1963 pelo astrônomo Maarten Schmidt como o primeiro quasar conhecido. As descobertas foram publicadas na revista Astronomy & Astrophysics.
A uma distância de 2,5 bilhões de anos-luz, era longe demais para ser uma estrela. Devia ser mais energético do que se imaginava, com uma luminosidade mais de 10 vezes maior do que as maiores galáxias elípticas gigantes. Isso abriu uma nova e inesperada questão na cosmologia: o que alimenta essa produção massiva de energia? O principal suspeito era o material sendo absorvido por um buraco negro.
Em 1994, a visão nítida do Hubble revelou que o ambiente ao redor dos quasares era muito mais complexo do que se supunha inicialmente. As imagens sugeriam colisões galácticas e fusões entre quasares e galáxias companheiras, onde detritos eram atraídos para buracos negros supermassivos. Isso reacendia os buracos negros gigantes que impulsionam os quasares.
Para o Hubble, observar o quasar 3C 273 é como olhar diretamente para os faróis de um carro ofuscante e tentar enxergar uma formiga rastejando na borda ao redor. O quasar emite milhares de vezes a energia de todas as estrelas em uma galáxia.
Sendo um dos quasares mais próximos da Terra, o 3C 273 está a 2,5 bilhões de anos-luz. (Se estivesse a apenas algumas dezenas de anos-luz, pareceria tão brilhante quanto o Sol no céu). O instrumento STIS do Hubble pode atuar como um coronógrafo para bloquear a luz de fontes centrais, de forma semelhante a como a Lua bloqueia o brilho do Sol durante um eclipse solar total.
Astrônomos usaram o STIS para revelar discos de poeira ao redor de estrelas, com o objetivo de entender a formação de sistemas planetários, e agora podem usar o mesmo instrumento para estudar melhor as galáxias que hospedam quasares. O coronógrafo do Hubble permitiu observar oito vezes mais próximo do buraco negro do que nunca.
Os cientistas tiveram uma rara visão do jato extragaláctico de material do quasar, com 300.000 anos-luz de comprimento, atravessando o espaço a quase a velocidade da luz. Comparando os dados do STIS com imagens de arquivo obtidas com 22 anos de diferença, a equipe liderada por Ren concluiu que o jato se move mais rápido quando está mais distante do buraco negro monstruoso.
“Com as estruturas espaciais detalhadas e o movimento do jato, o Hubble preencheu uma lacuna entre a interferometria de rádio em pequena escala e as observações ópticas em grande escala. Assim, podemos avançar na compreensão da morfologia das galáxias hospedeiras de quasares.”
“Nossa visão anterior era muito limitada, mas o Hubble está nos permitindo entender em detalhes a morfologia complexa dos quasares e suas interações galácticas. No futuro, estudos adicionais do 3C 273 em luz infravermelha com o Telescópio Espacial James Webb podem oferecer mais pistas”, afirmou Ren.
Há pelo menos 1 milhão de quasares espalhados pelo céu. Eles são úteis como “holofotes” de fundo para uma variedade de observações astronômicas. Os quasares foram mais abundantes cerca de 3 bilhões de anos após o Big Bang, quando colisões galácticas eram mais frequentes.
Divulgado pelo Centro de Informações ESA/Hubble