Uma rede de telescópios que passou anos olhando para o espaço profundo finalmente entregou algumas das imagens mais gloriosamente detalhadas que já vimos de outras galáxias.
Essas imagens não são apenas espetacularmente belas, mas revelam com detalhes sem precedentes o funcionamento interno desses gigantescos objetos cósmicos, dando-nos uma nova visão de como as galáxias funcionam em geral. As descobertas feitas até agora foram publicadas em uma edição especial da Astronomy & Astrophysics.
As observações foram feitas usando o Low Frequency Array (LOFAR), a maior rede de radiotelescópios de baixa frequência operando atualmente na Terra. Ele pode combinar observações de cerca de 70.000 antenas espalhadas pela Europa usando uma técnica chamada interferometria de rádio para fazer algumas das observações de rádio mais sensíveis possíveis do céu noturno.
Isso nos deu algumas novas informações incríveis sobre o Universo, mas as novas observações estão dando um passo adiante, com uma resolução 20 vezes maior do que o normal. Isso ocorre porque as operações LOFAR padrão são conduzidas apenas usando as antenas na Holanda, onde a colaboração está sediada.
Como essas antenas estão espalhadas por uma região de 120 quilômetros (75 milhas), isso significa que a ‘abertura’ do telescópio tem, efetivamente, cerca de 120 quilômetros de tamanho. Para as novas observações, uma colaboração internacional usou todo o conjunto de toda a Europa – efetivamente, um radiotelescópio de 2.000 quilômetros (1.243 milhas).
“Nosso objetivo é permitir que a comunidade científica use toda a rede europeia de telescópios LOFAR para sua própria ciência, sem ter que gastar anos para se tornar um especialista”, disse a astrônoma Leah Morabito, da Durham University, no Reino Unido.
Nove artigos na edição especial da Astronomy & Astrophysics são dedicados a um dos fenômenos mais surpreendentes associados ao comportamento galáctico – jatos de partículas relativísticas lançadas no espaço intergaláctico por buracos negros supermassivos ativos no centro das galáxias.
Eles são invisíveis em comprimentos de onda óticos, mas em comprimentos de onda de rádio, eles brilham – o que significa que as imagens de rádio podem nos dar uma idéia de como os jatos se formam e se propagam.
É do conhecimento comum que, uma vez que qualquer coisa ultrapassa o limite crítico chamado horizonte de eventos, nada pode escapar da atração gravitacional de um buraco negro. Mas a região em torno de um buraco negro ativo é extremamente dinâmica. O material é girado em um disco que circunda o buraco negro, enrolando-se nele como água em um ralo.
Da borda interna desse disco de acreção, uma pequena quantidade do material em turbilhão é de alguma forma canalizada ao redor do horizonte de eventos em direção aos pólos, onde é lançada a velocidades que são uma porcentagem significativa da velocidade da luz. Os cientistas acreditam que as linhas do campo magnético ao redor do buraco negro atuam como um síncrotron, acelerando essas partículas para produzir velocidades relativísticas.
Há muito que não entendemos sobre esse processo, no entanto, e os novos dados do LOFAR estão ajudando a preencher as peças que faltam.
“Essas imagens de alta resolução nos permitem ampliar para ver o que realmente está acontecendo quando buracos negros supermassivos lançam jatos de rádio, o que não era possível antes em frequências próximas à banda de rádio FM”, explicou o astrônomo Neal Jackson, da Universidade de Manchester em o Reino Unido.
As galáxias analisadas incluem 3C 293, uma galáxia com lóbulos de rádio enormes e peculiares que sugerem fluxo de jato interrompido. Os pesquisadores concluíram que a galáxia passou por vários períodos de atividade devido a interrupções do jato e abastecimento intermitente, sugerindo que seu buraco negro supermassivo passou por pelo menos um período de dormência.
Outro artigo analisou a luz de uma galáxia que viajou mais de 11 bilhões de anos-luz – geralmente bastante difícil de observar em detalhes em baixas frequências.
Essa observação permitiu investigar por que essas galáxias de rádio distantes exibem assinaturas específicas; em última análise, nenhuma resposta conclusiva pôde ser encontrada, mas a observação abre caminho para mais no futuro.
E uma sonda na espetacular rádio-galáxia Hércules A examinou estruturas em anel em seus lóbulos de rádio. Estes, concluíram os pesquisadores, eram o resultado de fortalecimento e enfraquecimento intermitente dos jatos, produzindo as estruturas observadas.
Essas pistas podem nos ajudar a entender os processos que produzem e moldam jatos de rádio, mas o trabalho coletado tem implicações muito mais profundas. Os artigos também representam um marco significativo na radioastronomia, demonstrando as capacidades de uma rede como a LOFAR para compreender os mistérios do Universo.
Publicado em 20/08/2021 13h40
Artigo original:
Estudo original: