Imagens de rádio do fundamento revelaram centenas de “bebês” e supermassivos buracos negros em galáxias distantes, com a luz das galáxias refletindo de maneiras inesperadas.

Galáxias são grandes corpos cósmicos, a dezenas de milhares de anos-luz de pausa, feitos de gás, poeira e estrelas (uma vez que o nosso Sol).

oferecido seu tamanho, espera-se que a quantidade de luz emitida pelas galáxias mude lenta e continuamente, em períodos de tempo muito maiores do que a vida de uma pessoa.

Mas nossa pesquisa, Publicados no Avisos mensais da Royal Astronomical Society, encontrou uma surpreendente população de galáxias cuja luz muda muito mais rápido, em questão de anos.

O que é um Galaxy Radio?

Os astrônomos acham que existe um buraco preto supermassivo no meio da maioria das galáxias. Alguns deles são “ativos”, o que significa que emitem muita radiação.

Seus poderosos campos gravitacionais extraem material de seu envolvente e a transformam em um donut orbital de plasma quente chamado de “disco de acreção”.

Este disco orbita o buraco preto quase à velocidade da luz. Os campos magnéticos aceleram as partículas de subida pujança no disco em correntes finas ou longas ou “jatos” ao longo dos eixos de rotação do buraco preto. À medida que se afastam do buraco preto, esses jatos se transformam em grandes nuvens ou “lóbulos” em forma de cogumelo.

Toda essa estrutura é o que constitui um rádio de galáxia, assim chamado porque emite muita radiação de radiofrequência. Pode ter centenas, milhares ou até milhões de anos-luz de diâmetro e, portanto, pode levar eras para mostrar qualquer mudança dramática.

Os astrônomos há muito se perguntam por que algumas galáxias de rádio hospedam lobos enormes, enquanto outras permanecem pequenas e confinadas. Existem duas teorias. Uma é que os raios são retidos por um material denso ao volta do buraco preto, freqüentemente chamado de lóbulos frustrados.

No entanto, os detalhes que cercam esse fenômeno permanecem desconhecidos. Ainda não está simples se os lóbulos estão confinados somente temporariamente por um envolvente circundante pequeno e extremamente denso, ou se eles estão avançando lentamente através de um envolvente maior, mas menos denso.

A segunda teoria que explica os lóbulos menores é que os jatos são jovens e ainda não se espalharam por longas distâncias.

O buraco preto supermassivo de Hércules A que emite jatos de partículas de subida pujança nos lóbulos de rádio. (NASA / ESA / NRAO)

Os antigos são vermelhos, os bebês são azuis

Tanto galáxias jovens quanto velhas podem ser identificadas por meio do uso inteligente da moderna radioastronomia: observando sua “cor de rádio”.

Analisamos os dados de Pesquisa GaLactic e Extragalactic All Sky MWA (GLEAM), que vê o fundamento em 20 frequências de rádio diferentes, dando aos astrônomos uma visão incomparável do fundamento com uma “cor de rádio”.

A partir dos dados, as galáxias de rádio das crianças aparecem em azul, o que significa que são mais brilhantes em frequências de rádio mais altas. Enquanto isso, as radiogaláxias antigas e moribundas parecem vermelhas e são mais brilhantes em frequências de rádio mais baixas.

Identificamos 554 galáxias de rádio infantis. Quando examinamos dados idênticos tirados um ano depois, ficamos surpresos ao ver que 123 deles ricochetearam em seu clarão e pareceram piscar. Isso nos deixou com um quebra-cabeça.

Um pouco mais de um ano-luz de tamanho não pode variar tanto em clarão por menos de um ano sem quebrar as leis da física. Portanto, ou nossas galáxias eram muito menores do que o esperado ou alguma outra coisa estava acontecendo.

Felizmente, tínhamos os dados de que precisávamos para desvendar.

Pesquisas anteriores sobre a versatilidade de galáxias de rádio usaram um pequeno número de galáxias, dados de registro coletados de muitos telescópios diferentes, ou foram conduzidas usando somente uma única frequência.

Para nossa pesquisa, estudamos mais de 21.000 galáxias ao longo de um ano em várias frequências de rádio. Isso o torna o primeiro estudo de “versatilidade espectral”, o que nos permite ver uma vez que as galáxias mudam o clarão em diferentes frequências.

Algumas de nossas radiogaláxias para bebês que pularam mudaram tanto durante o ano que duvidamos que sejam bebês. Existe a possibilidade de que essas galáxias compactas velozes sejam adolescentes em sofrimento que crescem rapidamente em adultos muito mais rápido do que esperávamos.

Enquanto a maioria de nossas galáxias variáveis ​​aumentaram ou diminuíram o clarão aproximadamente na mesma quantidade em todas as cores do rádio, algumas não. ou por outra, 51 galáxias mudaram com seu clarão Eu cor, que pode ser uma pista sobre o que desculpa a versatilidade.

Impressão do artista nos telescópios SKA médio (esquerda) e SKA baixo (direita).  (SKAO / ICRAR / SARAO)sensação do artista nos telescópios SKA médio (esquerda) e SKA insignificante (direita). (SKAO / ICRAR / SARAO)

Três possibilidades para o que está acontecendo

1) Galáxias cintilantes

Conforme a luz das estrelas viaja pela atmosfera da terreno, ela é distorcida. Isso cria o efeito de cintilação das estrelas que vemos no fundamento noturno, chamado de “cintilação”. A luz das galáxias de rádio nesta pesquisa passou pela nossa galáxia Via Láctea para conseguir nossos telescópios terrestres.

Portanto, o gás e a poeira dentro de nossa galáxia poderiam tê-la distorcido da mesma forma, resultando em um efeito de oscilação.

2) Olhando para o tubo

Em nosso Universo tridimensional, os buracos negros às vezes lançam partículas de subida pujança diretamente na terreno. Essas rádio-galáxias são chamadas de “blazares”.

Em vez de ver raios longos e finos e grandes lobos em forma de cogumelo, vemos os blazares uma vez que um ponto muito pequeno e pomposo. Eles podem mostrar extrema versatilidade em escalas de tempo curtas, já que qualquer pequena expulsão de material do próprio buraco preto supermassivo é dirigida a nós.

3) Rotas do buraco preto

Quando o buraco preto supermassivo medial “arrebata” algumas partículas adicionais, eles formam um grupo que viaja lentamente ao longo dos jatos. Conforme a espessura se propaga para fora, podemos detectá-la primeiro no “relâmpago azul” e, em seguida, no “relâmpago vermelho”.

Portanto, é verosímil que estejamos detectando arrotos de buracos negros gigantes que viajam lentamente pelo espaço.

Onde agora?

Esta é a primeira vez que temos capacidade tecnológica para conduzir uma pesquisa de versatilidade em grande graduação em várias cores de rádio. Os resultados sugerem que nossa compreensão do rádio-fundamento é insuficiente e talvez as rádio-galáxias sejam mais dinâmicas do que esperávamos.

À medida que a próxima geração de telescópios, particularmente o Quilômetro quadrilátero (SKA), for conectada, os astrônomos criarão uma imagem dinâmica do fundamento ao longo de muitos anos.

Nesse ínterim, vale a pena ver a essas galáxias de rádio de comportamento estranho e, mormente, observar os bebês pulando. A conversa

Kathryn Ross, Doutorando, Curtin University Eu Natasha Hurley-Walker, Radioastrônomo, Curtin University.

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