Uma equipe internacional, incluindo vários pesquisadores do Instituto Max Planck de Radioastronomia em Bonn, mapeou a galáxia ativa OJ 287 com uma resolução angular de 12 microarcsegundos na faixa de rádio. Esta é atualmente a resolução mais alta que pode ser alcançada com observações astronômicas. Isso foi possível pela técnica de interferometria com linhas de base muito longas. Os sinais de doze radiotelescópios – um a bordo do satélite russo Spektr-R – foram combinados. O telescópio virtual resultante tinha um diâmetro de 193.000 quilômetros.
A galáxia OJ 287 está localizada a cinco bilhões de anos-luz da Terra na direção da constelação de Câncer. Pertence à classe dos chamados blazars – galáxias com um buraco negro supermassivo em seu centro. Aparentemente, existem até dois buracos negros escondidos no coração da galáxia OJ 287. Nas imediações dessas armadilhas gravitacionais, os chamados jatos – jatos de gás – emergem em duas direções opostas. Estes emitem radiação que varia em intensidade.
As imagens interferométricas em quatro comprimentos de onda diferentes mostram vários nós de emissão no jato curvo de OJ 287. Além disso, a curvatura do jato aumenta com o aumento da resolução angular e na direção da origem do jato. Isso apóia a hipótese de um jato “anterior” influenciado pelos dois buracos negros supermassivos no centro da galáxia.
A análise das propriedades de polarização da radiação de rádio também mostra um campo magnético predominantemente toroidal, quase em forma de rosquinha. A partir disso, os pesquisadores concluem que a região emissora de rádio mais interna é atravessada por um campo magnético helicoidal – de acordo com os modelos para a formação do jato.
As propriedades espectrais da radiação de rádio sugerem que o jato de plasma consiste em elétrons e pósitrons cuja energia cinética está aproximadamente em equilíbrio com a energia do campo magnético. Repetidas “injeções” de partículas mais energéticas no jato de plasma perturbam esse equilíbrio e fazem com que algumas partes do jato interno se inflamem.
A galáxia OJ 287 é uma das melhores candidatas a dois buracos negros supermassivos girando em torno um do outro em nossa vizinhança cósmica. Presumivelmente, o buraco negro secundário neste sistema está em uma órbita elíptica muito apertada e passa pelo disco de acreção do buraco negro primário duas vezes a cada doze anos. Isso produz, entre outras coisas, fortes rajadas de radiação (flares).
“Uma das questões mais importantes relacionadas à evolução dos buracos negros supermassivos é como o par pode eventualmente se fundir”, diz Andrei Lobanov, do Instituto Max Planck de Radioastronomia. Uma vez que os dois monstros de massa tenham deslocado completamente as estrelas e o gás ao seu redor, a teoria diz que a distância entre os buracos negros deve parar de diminuir.
“Neste ponto, a radiação gravitacional entra em ação e faz com que os dois buracos negros se aproximem cada vez mais até que eventualmente se fundam”, disse Lobanov. No caso do JO 287, os parceiros do sistema binário suspeito estão tão próximos que devem emitir ondas gravitacionais, que devem ser detectáveis em um futuro próximo.
Uma fração significativa da energia liberada através da matéria acumulada pelos buracos negros acaba nos jatos de plasma bipolares e altamente relativísticos. “A estrutura fina detalhada observada da região do jato interno é ideal para testar a validade do modelo binário de buraco negro”, diz Thomas Krichbaum. Além disso, o cientista Max Planck, de Bonn, diz que descobrirá se a curvatura observada do jato também pode ser causada por outros efeitos, como campos magnéticos espirais ou a rotação do espaço-tempo próximo aos buracos negros.
“Os resultados nos ajudaram a ampliar nosso conhecimento da morfologia dos jatos relativísticos próximos ao motor central, confirmar o papel dos campos magnéticos na base dos jatos e identificar e investigar outras características para a existência de um buraco negro binário nas profundezas do planeta. o coração do JO 287”, diz Efthalia Traianou, que fez seu doutorado. no Instituto Max Planck de Radioastronomia.
Publicado em 31/01/2022 07h07
Artigo original:
Estudo original: