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Buracos negros! Supernovas! Mesclando galáxias! Oh meu Deus! A maior pesquisa de rádio do cosmos já revela 13,7 milhões de objetos e eventos cósmicos poderosos
Os astrônomos usaram o maior e mais sensível conjunto de radiotelescópios de baixa frequência LOFAR (ou Low-Frequency Array) do mundo, para criar o maior levantamento de rádio do cosmos, revelando 13,7 milhões de objetos e eventos cósmicos. Isso inclui jatos em erupção de buracos negros supermassivos, colisão de galáxias e explosões de supernovas que marcam a morte de estrelas massivas e o nascimento de estrelas de nêutrons inimaginavelmente densas.
O chamado LOFAR Two-meter Sky Survey (LoTSS-DR3) fornece uma demonstração impressionante de como a nossa visão do universo muda quando os astrônomos mudam do comprimentos de onda de luz que nossos olhos evoluíram para ver até ondas de rádio invisíveis. Como tal, o LoTSS-DR3 poderia revolucionar a nossa compreensão dos enormes jactos e das emissões de rádio associadas que arrancam dos sistemas activos. buracos negros supermassivos e nosso conhecimento de como esses fluxos podem moldar todo o entorno galáxias.
“Podemos estudar uma população diversificada de buracos negros supermassivos e seus jatos de rádio em diferentes estágios de sua evolução, mostrando como suas propriedades dependem não apenas do buraco negro em si, mas também da galáxia e do ambiente em que ele reside”, disse Martin Hardcastle, da Universidade de Hertfordshire, no Reino Unido. disse em um comunicado.
Jatos de buraco negro e muito mais
Buracos negros supermassivos com massas de milhões, ou mesmo bilhões de vezes a do Sol, são encontrados no coração de todas as grandes galáxias, mas nem todos são definidos como ativos. Quando esses titãs cósmicos são cercados por uma nuvem rodopiante de matéria chamada disco de acreção, que gradualmente os alimenta, diz-se que eles ficam em uma região chamada Núcleo Galáctico Ativo (AGN).
A imensa gravidade do buraco negro supermassivo central faz com que o disco de acreção brilhe intensamente em todo o espectro eletromagnético. No entanto, este não é o único fenômeno que destaca os AGNs.
Os buracos negros são notoriamente devoradores desordenados, o que significa que grande parte do material que gira em torno deles não lhes é alimentado, mas sim canalizado para os seus pólos por fortes campos magnéticos. Aqui, estas partículas carregadas são aceleradas até perto da velocidade da luz e lançadas como jatos gêmeos paralelos que podem se estender muito além dos limites da galáxia hospedeira do buraco negro supermassivo.
Muitas das emissões detectadas pelo LOFAR surgiram a partir destas partículas de alta velocidade que se deslocam através de campos magnéticos, gerando ondas de rádio. Isto permitiu aos astrónomos rastrear jatos de buracos negros supermassivos, o que pode ser importante para compreender como esta injeção de energia influencia a evolução das galáxias hospedeiras, ao mesmo tempo que descobriu alguns dos maiores e mais antigos AGNs radiobrilhantes, também conhecidos como rádio galáxias.
Contudo, essas emissões não se limitaram aos jatos supermassivos. O LoTSS-DR3 também rastreia ondas de rádio de galáxias em fusão, supernovas e outros eventos cósmicos poderosos que são capazes de acelerar partículas até perto da velocidade da luz, ou “velocidades relativísticas”. Um aspecto do universo que esta abordagem permitiu à equipe estudar foram as taxas de nascimento de estrelas em milhões de galáxias.
“Ao estudar muitos aglomerados de galáxias, podemos mostrar que choques gigantes e turbulências impulsionam a aceleração de partículas e fortalecem campos magnéticos ao longo de milhões de anos-luz, algo que vemos agora estar acontecendo muito mais do que o previsto anteriormente”, disse Andrea Botteon, membro da equipe do Instituto Nacional de Astrofísica (INAF) da Itália, no comunicado.
Mais perto de casa, os dados do LOFAR também revelaram aspectos anteriormente ocultos da Via Láctea.
“Este novo conjunto de dados também fornece uma visão única dos campos magnéticos na nossa galáxia, a Via Láctea”, disse Marijke Haverkorn, membro da equipe, da Universidade Radboud. “Como estamos localizados dentro da Via Láctea, precisamos de dados em grandes partes do céu para mapear estes campos magnéticos. A gama única de comprimentos de onda do LOFAR permite-nos fazer isso com uma precisão sem precedentes.”
O LoTSS-DR3 também revelou emissões de rádio que parecem surgir de interações entre planetas extrasolares, exoplanetas e suas estrelas hospedeiras.
A equipe agora planeja desenvolver o LoTSS-DR3, um empreendimento que se beneficiará da próxima atualização do LOFAR. Espera-se que o LOFAR 2.0 atualizado tenha o dobro da velocidade de levantamento do instrumento atual, o que, juntamente com um melhor processamento de dados, deverá levar a dados de alta resolução amplamente melhorados.
“LoTSS-DR3 não é um ponto final, mas um marco importante”, disse Wendy Williams, cientista do Square Kilometer Array Observatory. “Novas instalações como o LOFAR 2.0 nos permitirão mapear o universo do rádio com ainda maior sensibilidade e resolução, estendendo o legado desta pesquisa para o futuro.”
Os resultados da equipe são publicados na revista Astronomia e Astrofísica.
