Physical Address
304 North Cardinal St.
Dorchester Center, MA 02124
A matéria escura poderia ampliar os jatos de um buraco negro supermassivo que se alimenta vorazmente
Os astrônomos descobriram que um jato de plasma em erupção de um buraco negro supermassivo distante, próximo à velocidade da luz, está sendo lente gravitacionalmente por um aglomerado invisível de matéria escura. A descoberta pode nos contar sobre a origem das partículas “fantasmas” cósmicas chamadas neutrinos.
O buraco negro supermassivo em questão está alimentando um tipo de quasar chamado de blazar. Todos os quasares envolvem buracos negros supermassivos rodeados por grandes quantidades de material do qual os buracos negros se alimentam. O material que não é consumido por esses titãs cósmicos em festa é canalizado para os pólos dos buracos negros, de onde é expelido como jatos de plasma. UM blazar difere dos quasares em geral porque os jatos que ele emite são direcionados à Terra. Os blazares, como o central deste estudo, designado PKS 2233-148, há muito que são propostos como aceleradores de partículas cósmicas que emitem neutrinos.
Neutrinos receberam seu apelido fantasmagórico porque não carregam carga e têm muito pouca massa, o que significa que 100 trilhões deles podem passar pelo seu corpo a cada segundo sem que você perceba nada. Isso os torna difíceis de detectar e rastrear até uma fonte. Este blazar com lentes gravitacionais poderia ajudar nessa caçada, provando finalmente que os blazares estão enchendo o universo de fantasmas cósmicos.
“Esses jatos de grande escala são aceleradores cósmicos e podem estar gerando neutrinos”, disse Silke Britzen, do Instituto Max Planck de Radioastronomia, na Alemanha. Física.org. “Nós os estudamos em busca de quaisquer peculiaridades que possam nos ajudar a compreender melhor a emissão de neutrinos.”
Jato Blazar recebe correção de curso cósmico
Os astrónomos há muito que se interessam pelo PKS 2233-148, identificando este blazar como aquele que poderia solidificar a ligação entre os neutrinos e os jactos de alimentação dos buracos negros supermassivos. Isso ocorre porque um de seus jatos polares está alinhado ao longo da nossa linha de visão da Terra.
Britzen e colegas deram uma nova olhada nas observações de PKS 2233-148 feitas pelo Very Long Baseline Array (VLBA) na Terra, o Telescópio espacial Fermique viu o blazar em raios gama, e o instrumento de raios X a bordo do observatório espacial Swift.
Isto revelou como o movimento do jato PKS 2233-148 mudou ao longo do tempo, revelando detalhes até então ocultos, incluindo o facto de este jato blazar ter sido subitamente desviado da sua trajetória esperada.
“Estamos muito felizes por termos descoberto fenômenos ainda não detectados no jato, bem como na curva de luz dos raios gama”, disse Britzen.
O que poderia ter causado esta correção do curso cósmico? Um fenômeno previsto pela primeira vez por Albert Einstein em 1915 e um aglomerado invisível das coisas mais estranhas do universo, matéria escura.
O que são lentes gravitacionais e como a matéria escura pode causar isso?
O conceito de lente gravitacional surgiu da teoria da gravidade de Einstein, relatividade geral. A relatividade geral afirma que objetos com matéria deformam a própria estrutura do espaço, como uma bola de boliche colocada sobre uma folha de borracha esticada. A gravidade surge dessa curvatura.
E assim como uma bala de canhão amassaria mais aquela hipotética folha de borracha do que uma bola de boliche, um objeto com massa maior causaria uma deformação mais extrema no espaço; sua influência gravitacional é maior.
Algo legal acontece quando a luz passa por esse espaço distorcido; seu caminho geralmente reto é curvo. Isto significa que quando a luz de uma fonte de fundo passa por um objeto massivo em primeiro plano que atua como uma lente gravitacional, ela chega aos nossos telescópios em momentos diferentes, o que significa que a fonte de fundo é ampliada ou, em casos extremos, pode aparecer em vários locais na mesma imagem.
Neste caso, é o jato PKS 2233-148 que está sendo lenteado. Mas não existe nenhum objeto de grande massa, como uma galáxia ou um aglomerado de galáxias, que possa ser visto na posição correta para fazer a lente. Isso deixa a possibilidade de que o corpo da lente seja algo que não pode ser visto de forma alguma. A matéria escura se encaixa no projeto.
A matéria escura é efetivamente invisível porque não diretamente interagir com radiação eletromagnética ou luz. Em outras palavras, a matéria escura não emite luz e a luz não é refletida nela. Isso significa que mesmo um aglomerado grande o suficiente para desempenhar o papel de uma lente gravitacional seria indetectável. Mas isso não significa que a luz não possa responder à curvatura do espaço causada pela matéria escura, tal como o faz à curvatura causada por qualquer corpo composto de matéria “comum”, como uma estrela ou uma galáxia.
Como qualquer configuração de lente gravitacional, a lente do jato PKS 2233-148 causada por este aglomerado de matéria escura requer um alinhamento preciso, e isso significa que é apenas algo temporário.
“Porque estes são fenómenos de curto prazo, são difíceis de encontrar”, disse Britzen. “Esta é a primeira vez que encontramos um fenómeno de lente que pode sugerir uma subestrutura de matéria escura.”
Britzen e seus colegas esperam agora encontrar outros eventos de lentes semelhantes para solidificar ainda mais a conexão entre blazares e fábricas de neutrinos.
A pesquisa da equipe foi publicada em 31 de julho na revista Avisos mensais da Royal Astronomical Society.
