{"id":6973,"date":"2024-05-10T06:18:31","date_gmt":"2024-05-10T05:18:31","guid":{"rendered":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=6973"},"modified":"2024-05-10T06:18:31","modified_gmt":"2024-05-10T05:18:31","slug":"os-astronomos-observam-a-elusiva-luz-estelar-que-rodeia-quasares-antigos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2024\/05\/10\/os-astronomos-observam-a-elusiva-luz-estelar-que-rodeia-quasares-antigos\/","title":{"rendered":"Os astr\u00f3nomos observam a elusiva luz estelar que rodeia quasares antigos"},"content":{"rendered":"
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\"\"<\/a>
Uma imagem, obtida pelo Telesc\u00f3pio James Webb, mostra o quasar J0148 no c\u00edrculo vermelho. Duas inser\u00e7\u00f5es mostram, em cima, o buraco negro central, e em baixo, a emiss\u00e3o estelar da gal\u00e1xia hospedeira.\nCr\u00e9dito: Yue et al., 2024, NASA<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Os astr\u00f3nomos do MIT (Massachusetts Institute of Technology) observaram a luz estelar elusiva que rodeia alguns dos primeiros quasares do Universo. Os sinais distantes, que remontam a mais de 13 mil milh\u00f5es de anos na inf\u00e2ncia do Universo, est\u00e3o a revelar pistas sobre a evolu\u00e7\u00e3o dos primeiros buracos negros e gal\u00e1xias.<\/p>\n\n\n\n

Os quasares s\u00e3o os centros fulgurantes de gal\u00e1xias ativas, que albergam um buraco negro supermassivo insaci\u00e1vel no seu n\u00facleo. A maioria das gal\u00e1xias tem um buraco negro central que pode, ocasionalmente, alimentar-se de g\u00e1s e detritos estelares, gerando uma breve explos\u00e3o de luz sob a forma de um anel brilhante \u00e0 medida que o material se aproxima [do buraco negro].<\/p>\n\n\n\n

Os quasares, em contraste, podem consumir enormes quantidades de mat\u00e9ria durante per\u00edodos de tempo muito mais longos, gerando um anel extremamente brilhante e duradouro – t\u00e3o brilhante, de facto, que os quasares est\u00e3o entre os objetos mais luminosos do Universo.<\/p>\n\n\n\n

Por serem t\u00e3o brilhantes, os quasares ofuscam o resto da gal\u00e1xia em que residem. Mas a equipa do MIT conseguiu, pela primeira vez, observar a luz muito mais fraca das estrelas nas gal\u00e1xias hospedeiras de tr\u00eas quasares antigos.<\/p>\n\n\n\n

Com base nesta luz estelar esquiva, os investigadores estimaram a massa de cada gal\u00e1xia hospedeira, em compara\u00e7\u00e3o com a massa do seu buraco negro supermassivo central. Descobriram que, para estes quasares, os buracos negros centrais eram muito mais massivos em rela\u00e7\u00e3o \u00e0s gal\u00e1xias hospedeiras, em compara\u00e7\u00e3o com os seus hom\u00f3logos modernos.<\/p>\n\n\n\n

As descobertas, publicadas na revista The Astrophysical Journal, podem esclarecer como \u00e9 que os primeiros buracos negros supermassivos se tornaram t\u00e3o grandes, apesar de terem tido um per\u00edodo de tempo c\u00f3smico relativamente curto para crescer. Em particular, esses primeiros buracos negros monstruosos podem ter “brotado” de “sementes” mais massivas do que os buracos negros mais modernos.<\/p>\n\n\n\n

“Depois do nascimento do Universo, houve buracos negros ‘semente’ que consumiram material e cresceram num espa\u00e7o de tempo muito curto”, afirma o autor do estudo, Minghao Yue, p\u00f3s-doutorado no Instituto Kavli de Astrof\u00edsica e Investiga\u00e7\u00e3o Espacial do MIT. “Uma das grandes quest\u00f5es \u00e9 perceber como \u00e9 que estes buracos negros monstruosos puderam crescer tanto e t\u00e3o depressa”.<\/p>\n\n\n\n

“Estes buracos negros s\u00e3o milhares de milh\u00f5es de vezes mais massivos do que o Sol, numa altura em que o Universo ainda estava na sua inf\u00e2ncia”, afirma a autora do estudo, Anna-Christina Eilers, professora assistente de F\u00edsica no MIT. “Os nossos resultados implicam que, nos prim\u00f3rdios do Universo, os buracos negros supermassivos podem ter ganho massa antes das gal\u00e1xias que os acolheram, e as sementes iniciais de buracos negros podem ter sido mais massivas do que atualmente”.<\/p>\n\n\n\n

Entre os coautores de Eilers e Yue contam-se Robert Simcoe, Diretor do Kavli do MIT, Rohan Naidu, bolseiro e p\u00f3s-doutorado Hubble do MIT, e colaboradores na Su\u00ed\u00e7a, \u00c1ustria, Jap\u00e3o e na Universidade Estatal da Carolina do Norte.<\/p>\n\n\n\n

N\u00facleos ofuscantes<\/strong><\/p>\n\n\n\n

A luminosidade extrema de um quasar tem sido \u00f3bvia desde que os astr\u00f3nomos descobriram estes objetos pela primeira vez na d\u00e9cada de 1960. Assumiram ent\u00e3o que a luz do quasar provinha de uma \u00fanica “fonte pontual”, semelhante a uma estrela. Os cientistas designaram os objetos por “quasares” (combina\u00e7\u00e3o das palavras “quase” e “estelar”). Desde essas primeiras observa\u00e7\u00f5es, os cientistas aperceberam-se de que os quasares n\u00e3o s\u00e3o, de facto, de origem estelar, mas que emanam da acre\u00e7\u00e3o de buracos negros supermassivos, intensamente poderosos e persistentes, situados no centro de gal\u00e1xias que tamb\u00e9m albergam estrelas, que s\u00e3o muito mais t\u00e9nues em compara\u00e7\u00e3o com os seus n\u00facleos ofuscantes.<\/p>\n\n\n\n

Tem sido extremamente dif\u00edcil separar a luz do buraco negro central de um quasar da luz estelar da gal\u00e1xia que o acolhe. A tarefa \u00e9 um pouco como discernir um grupo de pirilampos \u00e0 volta de um holofote central e gigantesco. Mas, nos \u00faltimos anos, os astr\u00f3nomos t\u00eam tido muito mais hip\u00f3teses de o fazer com o lan\u00e7amento do Telesc\u00f3pio Espacial James Webb da NASA, que tem sido capaz de recuar mais no tempo e com uma sensibilidade e resolu\u00e7\u00e3o muito maiores do que qualquer observat\u00f3rio existente.<\/p>\n\n\n\n

No seu novo estudo, Yue e Eilers utilizaram tempo de observa\u00e7\u00e3o com o JWST para observar seis quasares antigos e conhecidos, de forma intermitente, desde o outono de 2022 at\u00e9 \u00e0 primavera seguinte. No total, a equipa recolheu mais de 120 horas de observa\u00e7\u00f5es dos seis objetos distantes.<\/p>\n\n\n\n

“O quasar ofusca a sua gal\u00e1xia hospedeira em ordens de grandeza. E as imagens anteriores n\u00e3o eram suficientemente n\u00edtidas para distinguir o aspeto da gal\u00e1xia hospedeira, com todas as suas estrelas”, diz Yue. “Agora, pela primeira vez, somos capazes de revelar a luz destas estrelas modelando cuidadosamente as imagens muito mais n\u00edtidas desses quasares pelo JWST.”<\/p>\n\n\n\n

Um equil\u00edbrio de luz<\/strong><\/p>\n\n\n\n

A equipa fez um balan\u00e7o dos dados de imagem recolhidos pelo JWST de cada um dos seis quasares distantes, que estimaram ter cerca de 13 mil milh\u00f5es de anos. Esses dados inclu\u00edam medi\u00e7\u00f5es da luz de cada quasar em diferentes comprimentos de onda. Os investigadores introduziram esses dados num modelo que calcula a quantidade de luz que provavelmente prov\u00e9m de uma “fonte pontual” compacta, como o disco de acre\u00e7\u00e3o de um buraco negro central, em compara\u00e7\u00e3o com uma fonte mais difusa, como a luz das estrelas dispersas que comp\u00f5em a gal\u00e1xia hospedeira.<\/p>\n\n\n\n

Atrav\u00e9s desta modela\u00e7\u00e3o, a equipa separou a luz de cada quasar em dois componentes: a luz do disco luminoso do buraco negro central e a luz das estrelas mais difusas da gal\u00e1xia hospedeira. A quantidade de luz de ambas as fontes \u00e9 um reflexo da sua massa total. Os investigadores estimam que, para estes quasares, o r\u00e1cio entre a massa do buraco negro central e a massa da gal\u00e1xia hospedeira era de cerca de 1:10. Isto contrasta com o atual equil\u00edbrio de massa de 1:1000, em que os buracos negros formados mais recentemente s\u00e3o muito menos massivos do que as gal\u00e1xias que os acolhem.<\/p>\n\n\n\n

“Isto diz-nos algo sobre o que cresce primeiro: \u00e9 o buraco negro que cresce primeiro, e depois a gal\u00e1xia apanha-o? Ou ser\u00e1 que \u00e9 a gal\u00e1xia e as suas estrelas que crescem primeiro e que dominam e regulam o crescimento do buraco negro?” explica Eilers. “Vemos que os buracos negros no in\u00edcio do Universo parecem estar a crescer mais depressa do que as gal\u00e1xias que os acolhem. Esta \u00e9 uma evid\u00eancia preliminar de que as sementes iniciais dos buracos negros podem ter sido mais massivas nessa altura”.<\/p>\n\n\n\n

“Deve ter havido algum mecanismo que fez com que um buraco negro ganhasse massa mais cedo do que a gal\u00e1xia que o acolheu nesses primeiros mil milh\u00f5es de anos”, acrescenta Yue. “\u00c9 a primeira evid\u00eancia que vemos disso, o que \u00e9 empolgante”.<\/p>\n\n\n\n

\/\/ MIT (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (The Astrophysical Journal)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (arXiv.org)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Saiba mais:<\/h3>\n\n\n\n

Not\u00edcias relacionadas:<\/strong>
EurekAlert!<\/a>
SPACE.com<\/a>
PHYSORG<\/a><\/p>\n\n\n\n

Quasar:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Buraco negro supermassivo:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

JWST (Telesc\u00f3pio Espacial James Webb):<\/strong>
NASA<\/a>
STScI<\/a>
STScI (website para o p\u00fablico)<\/a>
ESA<\/a>
ESA\/Webb<\/a>
Wikipedia<\/a>
Facebook<\/a>
X\/Twitter<\/a>
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Blog do JWST (NASA)<\/a>
Programas DD-ERS do Webb (STScI)<\/a>
Ciclo 2 GO do Webb (STScI)<\/a>
NIRISS (NASA)<\/a>
NIRCam (NASA)<\/a>
MIRI (NASA)<\/a>
NIRSpec (NASA)<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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