Usando o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) no Chile, uma equipe internacional de astrônomos realizou observações do HSC J120505.09?000027.9 – o quasar vermelho mais distante detectado até agora e descobriu que ele apresenta uma emissão estendida de carbono ionizado. A descoberta foi relatada em um artigo publicado em 4 de janeiro em arXiv.org.
Quasares, ou objetos quase-estelares (QSOs), são núcleos galácticos ativos (AGN) extremamente luminosos contendo buracos negros centrais supermassivos com discos de acreção. Seus desvios para o vermelho são medidos a partir das fortes linhas espectrais que dominam seus espectros visível e ultravioleta. Alguns QSOs são avermelhados pela poeira, portanto, chamados de quasares vermelhos. Esses objetos têm uma quantidade não desprezível de extinção de poeira, mas não são completamente obscurecidos.
Os astrônomos estão especialmente interessados em estudar quasares de alto redshift (com redshift maior que 5,0), pois são os objetos compactos mais luminosos e mais distantes do universo observável. Os espectros de tais QSOs podem ser usados para estimar a massa de buracos negros supermassivos que restringem os modelos de evolução e formação de quasares. Portanto, quasares de alto redshift poderiam servir como uma ferramenta poderosa para sondar o universo primitivo.
Com um redshift de 6,72 e com poeira avermelhada em um nível de, HSC J120505.09?000027.9 (J1205?0000 para abreviar) é o quasar vermelho mais distante conhecido até o momento e o único quasar vermelho high-redshift identificado até agora. Observações anteriores descobriram que o quasar também apresenta linhas de absorção amplas (BALs) proeminentes, indicando a existência de saídas nucleares rápidas.
A fim de obter mais informações sobre essas saídas nucleares de J1205?0000 e entender melhor a emissão desta fonte em geral, um grupo de astrônomos liderados por Takuma Izumi, do Observatório Astronômico Nacional do Japão, realizou [C II] linha de 158 µm e observações de emissão contínua de infravermelho distante (FIR) em direção a este quasar usando ALMA.
“Observamos a linha redshifted [C II] e a emissão contínua FIR de J1205?0000 na Banda 6 em 26 de fevereiro de 2020, com 41 antenas. Nossas observações foram conduzidas em um único ponto com um campo de visão de 24 ? ? de diâmetro”, os pesquisadores escreveram no jornal.
O estudo descobriu que a emissão de C II é espacialmente mais estendida (em escalas de mais de 16.300 anos-luz) do que a emissão do contínuo FIR. A luminosidade da linha CII está em um nível de 1,9 bilhões de luminosidades solares, enquanto a emissão contínua FIR parece ser mais brilhante – com uma luminosidade de cerca de 2,7 trilhões de luminosidades solares.
Os valores de luminosidade obtidos permitiram que a equipe calculasse o limite superior para a taxa de formação de estrelas (SFR) da galáxia hospedeira de J1205?0000. Eles descobriram que o SFR não deve exceder 575 massas solares por ano.
A origem da emissão de C II espacialmente estendida detectada ainda é incerta. De acordo com os autores do artigo, as possíveis explicações incluem galáxias companheiras / mescladas e fluxos de frio. Eles acrescentaram que ambos os cenários se encaixam bem no cenário de evolução da galáxia induzida pela fusão.
“Se a estrutura estendida é devida a (múltiplas) galáxias companheiras / em fusão, isso indica que este quasar vermelho realmente emerge com um evento de fusão. […] Se a estrutura estendida é devido a fluxos de frio, podemos argumentar que este O quasar está em uma fase-chave de transição de uma explosão estelar empoeirada ao explodir seu meio circundante “, concluíram os astrônomos.
Publicado em 15/01/2021 17h21
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