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Os astrónomos descobriram uma ligação surpreendente entre a quantidade de poeira que rodeia um buraco negro supermassivo e a intensidade da emissão de rádio produzida em galáxias extremamente brilhantes. As descobertas são publicadas no Avisos mensais da Royal Astronomical Society.
A equipe de astrônomos internacionais, liderada pela Universidade de Newcastle e pela Universidade de Durham, no Reino Unido, usou novos dados do Instrumento Espectroscópico de Energia Escura (DESI), que está conduzindo uma pesquisa de cinco anos da estrutura em grande escala do universo que incluirá espectros ópticos para ~ 3 milhões de quasares; galáxias extremamente brilhantes alimentadas por buracos negros supermassivos. Eles descobriram que os quasares que continham mais poeira e, portanto, pareciam mais vermelhos, tinham maior probabilidade de ter emissões de rádio mais fortes em comparação com os quasares que tinham muito pouca ou nenhuma poeira, parecendo muito azuis.
Quase todas as galáxias conhecidas contêm um buraco negro supermassivo, que são buracos negros com uma massa de milhões a milhares de milhões da do nosso Sol, no seu centro, incluindo a nossa Via Láctea. Em algumas galáxias há muito material no centro, alimentando e fazendo crescer este buraco negro supermassivo, tornando-o muito energético e “activo”. O tipo mais poderoso dessas galáxias ativas são chamados de “quasares”, que são alguns dos objetos mais brilhantes do Universo. A maioria dos quasares parece muito azul, devido ao disco brilhante de matéria que orbita e alimenta o buraco negro supermassivo central, que é muito brilhante em comprimentos de onda ópticos e ultravioleta. No entanto, os astrónomos descobriram que uma fracção significativa destes quasares parece muito vermelha, embora a natureza destes objectos ainda não seja bem compreendida.
Para compreender a física destes quasares vermelhos, são necessárias medições “espectroscópicas”, que podem ser usadas para analisar a luz do quasar em diferentes comprimentos de onda. A “forma” do espectro do quasar pode indicar a quantidade de poeira presente ao redor da região central. Observar a emissão de rádio dos quasares também pode informar sobre a energética do buraco negro supermassivo central; seja lançando “ventos” ou “jatos” poderosos que podem moldar a galáxia circundante.
Este novo estudo, liderado pela Dra. Victoria Fawcett da Universidade de Newcastle, e anteriormente da Universidade de Durham, utiliza observações espectroscópicas do DESI para medir a quantidade de poeira (vermelhidão) numa amostra de ~35.000 quasares e associar isto à emissão de rádio observada. Eles descobriram que o DESI é capaz de observar quasares vermelhos (empoeirados) muito mais extremos em comparação com pesquisas espectroscópicas semelhantes/anteriores, como o Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Eles também descobriram que os quasares mais vermelhos têm muito mais probabilidade de ter fortes emissões de rádio em comparação com os típicos quasares azuis.
Dr Fawcett diz:”Foi realmente emocionante ver a incrível qualidade dos dados do DESI e descobrir milhares desses quasares vermelhos, anteriormente raros. Sinto que este estudo reúne muitas peças do quebra-cabeça em nossa compreensão dos quasares vermelhos e liga definitivamente a poeira de um quasar à sua emissão de rádio. Penso que esta é a evidência mais forte até agora de que os quasares vermelhos são um elemento-chave na forma como as galáxias evoluem.”
Esta conexão rádio-avermelhada é provavelmente devida a poderosos fluxos de gás expulsos do buraco negro supermassivo, que se chocam com a poeira circundante, causando choques e emissões de rádio. Estas saídas acabarão por eliminar toda a poeira e gás da região central da galáxia, revelando um quasar azul e resultando numa emissão de rádio mais fraca. Isto é consistente com a imagem emergente de que os quasares vermelhos são uma fase mais jovem e “explosiva” na evolução das galáxias. Os quasares vermelhos podem, portanto, ser extremamente importantes para a compreensão de como as galáxias evoluem ao longo do tempo.
Dr Fawcett continua: “Ainda há muitas questões sem resposta em torno dos quasares vermelhos, como se os ventos dos buracos negros ou os jatos de rádio são os responsáveis pelas emissões de rádio aprimoradas. No entanto, com a amostra de quasares vermelhos DESI continuando a crescer nos próximos anos de Após a pesquisa, estou confiante de que estamos prestes a compreender plenamente a natureza destes quasares vermelhos.”
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