Imagine uma região do tamanho do Sistema Solar, que emite 100 a 1.000 vezes mais luz do que uma galáxia inteira contendo cem bilhões de estrelas, e que gera um brilho que supera a sua galáxia hospedeira e tudo o que ela contém. Ficção científica? Não, mas podemos compreender o espanto de astrofísicosastrofísicos quando descobriram o primeiro exemplo desta monstruosidade cósmica décadas atrás. Sabemos agora que é provavelmente um núcleo ativo da galáxianúcleo ativo da galáxia alimentado pela radiação de um buraco negro supermassivoburaco negro supermassivo de Kerr em rotação, rodeado por um disco de acréscimodisco de acréscimo engolir matériamatéria e projetando jatos de partículas.
Esse estrelaestrela mítico cujo nome vamos revelar foi objeto de novas observações com o Hubble usando o Espectrógrafo de imagens do telescópio espacial (STIS), também equipado com um coronógrafocoronógrafo herdeiro do instrumento desenvolvido pelaastrônomoastrônomo Bernard LyotBernard Lyot durante a década de 1930. O coronógrafo, que ele inventou para poder observar a coroa solar sem ter que esperar um eclipse, reproduz o eclipses totaiseclipses totais usando uma máscara opaca para estudar a coroa sem a fotosferafotosfera não interfere na observação.
Hoje, ficamos sabendo, portanto, que Bin Ren, do Observatório Côte d’Azur e da Universidade Côte d’Azur em Nice, liderou de janeiro de 2022 a fevereiro de 2024 a primeira demonstração científica extragaláctica do uso do coronógrafo a bordo do Telescópio espacial HubbleTelescópio espacial Hubble. Isto pode ser verificado consultando um comunicado de imprensa do NASANASA acompanhando uma publicação sobre arXiv, o que explica que oito órbitasórbitas observações coronográficas foram realizadas para esse fim.
Sandra Faber é professora de astronomia e astrofísica na Universidade da Califórnia, em Santa Cruz, conhecida por ter descoberto em conjunto com Robert Earl Jackson um método de determinação de distâncias para galáxias elípticas chamado relação Faber-Jackson. Ela também, à frente de sua equipe conhecida como “ Sete Samurais », descobriu uma concentração em massa de natureza desconhecida chamada “Grande atrator”. Aqui, ela entrevista Maarten Schmidt sobre sua descoberta de quasares. Para obter uma tradução francesa bastante precisa, clique no retângulo branco no canto inferior direito. As legendas em inglês devem aparecer. Em seguida, clique na porca à direita do retângulo, depois em “Legendas” e por fim em “Traduzir automaticamente”. Escolha “Francês”. © Revisão Anual
O quasar 3C 273, prova da teoria do Big Bang
Mas voltemos a 1963, quando Martin Schmidtum astrônomo holandês, e John Beverly Oke publicaram na revista Natureza os resultados das observações que eles fizeram usando, em particular, a técnica de ocultaçõesocultações. Eles procuraram determinar a contraparte óptica de uma poderosa fonte de rádio descoberta alguns anos antes por outro astrônomo, Alan Sandage. A fonte foi nomeada 3C 273, o que significa que era 273e assunto do terceiro catálogo de Cambridge listando fontes de rádio.
O artigo de Schmidt e Oke foi um golpe trovãotrovão no céuastrofísicaastrofísica e o cosmologiacosmologia. A análise espectral da estrela que identificaram no visível no Constelação de Virgem linhas reveladas deemissãoemissão dohidrogêniohidrogênio fortemente desviado para o vermelho. Isso significava que o que parecia uma estrela estava fora do Via LácteaVia Lácteamas sobretudo a uma distância cosmológica. Para ser observável daquela distância, o objeto tinha que ser de uma brilhobrilho prodigioso. Sabemos hoje que quasarquasar 3C 273 está localizado em 2,44 bilhõesanos-luzanos-luz dentro de um galáxia elípticagaláxia elíptica gigante.
Esta descoberta, rapidamente seguida por outras, de uma fonte de rádio quase estelarUm quasar de acordo com o nome proposto em 1964 pelo astrofísico de origem chinesa Hong Yee Chiudemonstrou queUniversoUniverso era diferente no passado e, portanto, evoluiu. Isto não foi possível no âmbito da modelo cosmológico padrãomodelo cosmológico padrão da época, segundo a qual, embora em expansão, o Universo deve parecer inalterado a todos os seus observadores, qualquer que seja a sua posição no tempo. Por outro lado, a existência de 3C 273 e similares (mais de 200.000 são conhecidos hoje) estava em perfeita concordância com a teoria da Big Banguma vez que isto previa que se observássemos objetos a distâncias suficientemente grandes, recuaríamos cada vez mais no passado e na história de um Universo em evolução. Era portanto normal observar a milhares de milhões de anos-luz de distância um Universo cuja aparência difere daquela que tinha apenas algumas dezenas de milhões de anos atrás, portanto no ambiente próximo da Via Láctea.
Quasares, buracos negros supermassivos?
Os astrofísicos desde muito cedo procuraram compreender a natureza destes quasares que, embora libertando enormes quantidades deenergiaenergiaparecia ser de tamanho pequeno. Pensou-se inicialmente que poderiam ser estrelas enormes dominadas pelos efeitos da relatividade geralrelatividade geralparticularmente responsável pela mudança espectral, antes de considerar rapidamente que poderiam ser buracos negros supermassivos que acumulam quantidades significativas de gásgás. No bestiário de estrelas relativistas que começamos a explorar seriamente durante a década de 1960, alguns, como o russo Igor Novikov e o israelense Yuval Ne’eman, chegaram a propor que os quasares são, na verdade, buracos brancos. Isto é, quer regiões do Universo cuja expansão no momento da Big BangBig Bang estava atrasado (hipótese de núcleo atrasado), ou a outra extremidade dos buracos de minhoca ejetando a matéria que absorveram na forma de buracos negros em outra parte do cosmoscosmosou mesmo em outro Universo.
Talvez seja também um buraco de minhoca no caso de 3C 273. Mas se estivermos de facto na presença de um buraco negro, então estima-se que contém 887 milhões de massasmassas solar. De qualquer forma, 3C 273 é o quasar mais brilhante da cúpula celeste. Se estivesse a 30 anos-luz de distância, ou seja, cerca de sete vezes a distância da nossa estrela até Alfa Centauropareceria tão brilhante quanto o SolSol !
“Muitas coisas estranhas”
Então, o que mostram as novas imagens do ambiente em torno do quasar 3C 273 obtidas por coronografia com o Hubble?
De acordo com Bin Ren no comunicado de imprensa da NASA: “ Muitas coisas estranhas. Temos algumas manchas de tamanhos diferentes e uma misteriosa estrutura de filamentos em forma de L. Tudo isso está a 16.000 anos-luz do buraco negro. Graças ao poder de observação do Hubble, estamos abrindo um novo portaporta para a compreensão dos quasares. Meus colegas estão maravilhados porque nunca viram tantos detalhes antes “.
Alguns dos objetos revelados ao observar o buraco negro oito vezes mais próximo do que nunca usando o coronógrafo do Hubble podem ser pequenas galáxias satélites caindo em direção ao buraco negro supermassivo central. Também podemos ver melhor o que parece ser um jato de material extragaláctico do quasar, com 300.000 anos-luz de comprimento e que atravessa o espaço a uma velocidade velocidadevelocidade próximo ao da luz.
“ Graças às finas estruturas espaciais e movimentomovimento do jato, o Hubble preencheu uma lacuna entre ointerferometriainterferometria observações de rádio em pequena escala e imagens ópticas em grande escala, e podemos assim dar um passo em frente em direção a uma compreensão mais completa do morfologiamorfologia do hospedeiro do quasar. Nossa visão anterior era muito limitada, mas o Hubble nos permite compreender detalhadamente a complexa morfologia e as interações galácticas do quasar. No futuro, observe ainda 3C 273 à luz infravermelhoinfravermelho com o Telescópio Espacial James WebbTelescópio espacial James Webb poderia nos dar mais pistas », conclui Ren ainda no comunicado da NASA.
Françoise Combes, astrofísica e professora do Collège de France, explica as últimas descobertas sobre quasares. © Terças-feiras do Espaço Ciência
