5284: Descoberto quasar mais distante de nós com poderosos jactos rádio

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ESO

Com a ajuda do Very Large Telescope do ESO, os astrónomos descobriram e estudaram com grande detalhe a fonte de emissão rádio mais distante conhecida até à data — um quasar com forte emissão rádio (um objecto brilhante com jactos poderosos que emitem nos comprimentos de onda do rádio) tão distante que a sua luz demorou 13 mil milhões de anos a chegar até nós. A descoberta poderá dar-nos pistas importantes sobre o Universo primordial.

Os quasares são objectos muito brilhantes que se encontram no centro de algumas galáxias e que são alimentados por buracos negros super-massivos. À medida que consomem o gás que os rodeia, os buracos negros libertam energia, permitindo assim aos astrónomos detectá-los, mesmo quando se encontram muito longe de nós.

O quasar recém descoberto, P172+18, situa-se tão distante que a sua luz viajou cerca de 13 mil milhões de anos para chegar até nós, ou seja, estamos a observá-lo quando o Universo tinha apenas 780 milhões de anos de idade. Apesar de já se terem descoberto quasares ainda mais distantes, esta é a primeira vez que os astrónomos conseguiram identificar sinais de jactos rádio num quasar tão primordial. Apenas cerca de 10% dos quasares — os que emitem fortemente no rádio — têm jactos que brilham intensamente nas frequências rádio [1].

O P172+18 é alimentado por um buraco negro com cerca de 300 milhões de vezes a massa solar, que consome gás a uma taxa extraordinária. “O buraco negro está a consumir matéria muito depressa, crescendo em massa a uma das taxas mais elevadas que alguma vez observámos,” explica a astrónoma Chiara Mazzucchelli, bolseira do ESO no Chile, que liderou a descoberta em conjunto com Eduardo Bañados do Instituto Max Planck de Astronomia, na Alemanha.

Os astrónomos pensam que existe uma ligação entre o rápido crescimento de buracos negros super-massivos e jactos rádio poderosos descobertos em quasares como o P172+18. Pensa-se que os jactos poderão perturbar o gás que circunda o buraco negro, aumentando a taxa à qual o gás é capturado. Consequentemente, o estudo de quasares com forte emissão rádio pode fornecer-nos pistas importantes sobre como é que os buracos negros no Universo primordial cresceram tão rapidamente para tamanhos super-massivos após o Big Bang.

Acho muito interessante descobrir pela primeira vez buracos negros “novos” e contribuir com mais um bloco constituinte que nos ajude a compreender o Universo primitivo, de onde vimos e, em última instância, nós próprios,” diz Mazzucchelli.

O P172+18 foi inicialmente reconhecido como sendo um quasar distante, após ter sido anteriormente identificado como uma fonte rádio, com o Telescópio Magalhães do Observatório de Las Campanas, no Chile, por Bañados e Mazzucchelli. “Assim que obtivemos os dados, olhámos para eles e vimos logo que tínhamos descoberto o mais distante quasar com forte emissão rádio conhecido até à data,” disse Bañados.

No entanto, e devido ao curto tempo de observação, a equipa não conseguiu obter dados suficientes para estudar o objecto com detalhe. Seguiram-se assim uma quantidade de observações obtidas com outros telescópios, incluindo o instrumento X-shooter montado no VLT do ESO, que permitiram investigar melhor as características do quasar, incluindo a determinação de propriedades chave, como a massa do buraco negro e a velocidade a que este está a consumir a matéria que o circunda. Outros telescópios que contribuíram para este estudo incluem o Very Large Array do Observatório Nacional de Rádio Astronomia e o Telescópio Keck, nos EUA.

Apesar de estar muito entusiasmada com a descoberta, que será publicada na revista da especialidade The Astrophysical Journal, a equipa acredita que este quasar com forte emissão rádio pode ser o primeiro de muitos outros ainda por descobrir, talvez até a distâncias cosmológicas ainda maiores. “Esta descoberta põe-me bastante optimista e acredito, e espero, que a distância recorde seja quebrada muito em breve,” diz Banãdos.

Observações obtidas com infra-estruturas como o ALMA, do qual o ESO é um parceiro, e com o futuro Extremely Large Telescope (ELT) do ESO poderão ajudar a descobrir e estudar com todo o detalhe mais destes objectos do Universo primordial.

Esta imagem de grande angular, no visível, da região do céu em torno do quasar distante P172+18 foi criada a partir de dados do Digitized Sky Survey 2. O objeto propriamente dito encontra-se muito próximo do centro da imagem, embora não seja visível. Podemos, no entanto, ver na imagem muitas outras galáxias muito mais próximas de nós.
Créditos:ESO and Digitized Sky Survey 2. Acknowledgment: Davide De Martin
Utilização de Imagens, Vídeos e Música do ESO

Notas

[1] As ondas rádio que são usadas em astronomia têm frequências entre os 300 MHz e os 300 GHz.

Informações adicionais

Este trabalho foi apresentado num artigo científico intitulado “The discovery of a highly accreting, radio-loud quasar at z=6.82” publicado na revista da especialidade The Astrophysical Journal.

A equipa é composta por Eduardo Bañados (Max-Planck-Institut für Astronomie [MPIA], Alemanha, e The Observatories of the Carnegie Institution for Science, EUA), Chiara Mazzucchelli (Observatório Europeu do Sul, Chile), Emmanuel Momjian (National Radio Astronomy Observatory [NRAO], EUA), Anna-Christina Eilers (MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, EUA), Feige Wang (Steward Observatory, University of Arizona, EUA), Jan-Torge Schindler (MPIA), Thomas Connor (Jet Propulsion Laboratory [JPL], California Institute of Technology, EUA), Irham Taufik Andika (MPIA e Escola Internacional de Investigação Max Planck de Astronomia & Física Cósmica, Universidade de Heidelberg, Alemanha), Aaron J. Barth (Department of Physics and Astronomy, University of California, Irvine, EUA), Chris Carilli (NRAO e Astrophysics Group, Cavendish Laboratory, University of Cambridge, RU), Frederick Davies (MPIA), Roberto Decarli (INAF Bologna — Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio, Itália), Xiaohui Fan (Steward Observatory, University of Arizona, EUA), Emanuele Paolo Farina (Max-Planck-Institut für Astrophysik, Alemanha), Joseph F. Hennawi (Department of Physics, Broida Hall, University of California, Santa Barbara, EUA), Antonio Pensabene (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Alma Mater Studiorum, Universita di Bologna e INAF Bologna, Itália), Daniel Stern (JPL), Bram P. Venemans (MPIA), Lukas Wenzl (Department of Astronomy, Cornell University, EUA e MPIA) e Jinyi Yang (Steward Observatory, University of Arizona, EUA).

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO tem 16 Estados Membros: Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Irlanda, Itália, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, para além do país de acolhimento, o Chile, e a Austrália, um parceiro estratégico. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, o observatório astronómico óptico mais avançado do mundo, para além de dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é também um parceiro principal em duas infra-estruturas situadas no Chajnantor, o APEX e o ALMA, o maior projecto astronómico que existe actualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o Extremely Large Telescope (ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

ESO – Europen South Observatory
eso2103pt — Nota de Imprensa Científica
8 de Março de 2021