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O VLT do ESO detecta halos gigantes brilhantes inesperados em torno de quasares distantes

26 de Outubro de 2016

Uma equipe internacional de astrônomos descobriu nuvens de gás brilhante em torno de quasares distantes. Esta é a primeira vez que todos os quasares num rastreio apresentam estes halos, dos quais as assinaturas inconfundíveis foram observadas pelo instrumento MUSE montado no Very Large Telescope do ESO. As propriedades dos halos desta descoberta surpreendente encontram-se também em total desacordo com as atuais teorias aceitas para a formação de galáxias no Universo primordial.

Uma colaboração internacional de astrônomos, liderada por um grupo do Instituto Federal de Tecnologia da Suíça (ETH), em Zurique, usou o poder sem precedentes do instrumento MUSE montado no Very Large Telescope (VLT), instalado no Observatório do Paranal do ESO, para estudar o gás que rodeia galáxias ativas distantes, observadas a menos de dois bilhões de anos após o Big Bang. Estas galáxias ativas, chamadas quasares, contêm buracos negros supermassivos nos seus centros, os quais consomem estrelas, gás e qualquer outro material a taxas extremamente elevadas. Este fenômeno, por sua vez, faz com que os centros destas galáxia emitam enormes quantidades de radiação, tornando os quasares os objetos mais luminosos e ativos do Universo.

O estudo envolveu 19 quasares, selecionados entre os mais brilhantes que podiam ser observados com o MUSE. Estudos anteriores tinham mostrado que cerca de 10% de todos os quasares examinados se encontram rodeados por halos compostos de gás do meio intergalático, halos estes que se estendem até cerca de 300 000 anos-luz de distância dos centros dos quasares. No entanto, este novo estudo revelou-se surpreendente, detectando halos enormes em torno de todos os 19 quasares observados — muito mais do que os dois halos que se esperavam estatisticamente. A equipe suspeita que este efeito se deva ao enorme aumento de poder de observação do MUSE comparativamente aos instrumentos do mesmo tipo anteriormente utilizados, no entanto são necessárias mais observações para se determinar se este é efetivamente o caso.

Ainda é cedo para dizer se este resultado se deve à nossa nova técnica observacional ou se se trata de algo peculiar nos quasares da nossa amostra.  Ainda temos muito que aprender; começamos agora uma nova era de descobertas”, disse a autora principal do trabalho Elena Borisova, do ETH de Zurique.

O objetivo inicial do estudo era analisar as componentes gasosas do Universo a larga escala: a estrutura por vezes referida como rede cósmica, da qual os quasares são nodos brilhantes [1]. As componentes gasosas desta rede são normalmente extremamente difíceis de detectar, por isso os halos iluminados de gás que rodeiam os quasares fornecem-nos uma oportunidade quase única para estudar o gás no coração desta estrutura cósmica de larga escala.

Os 19 halos recentemente detectados revelaram também outra surpresa: são constituídos por gás intergalático relativamente frio — com cerca de 10 mil graus Celsius. Esta descoberta está em perfeito desacordo com os atuais modelos aceitos geralmente para a estrutura e formação de galáxias, os quais sugerem que gás tão próximo das galáxias deve apresentar temperaturas superiores a um milhão de graus.

Esta é a primeira vez que o MUSE com as suas capacidades observacionais únicas foi utilizado para este tipo de rastreio. A descoberta mostra o potencial do instrumento na observação deste tipo de objetos [2]. Sebastiano Cantalupo, co-autor do trabalho, está muito entusiasmado com o novo instrumento e as oportunidades que este nos traz: “Neste estudo exploramos as capacidades únicas do MUSE, o que nos abre caminho para futuros rastreios. Combinada com uma nova geração de modelos teóricos e numéricos, esta aproximação continuará a proporcionar-nos uma nova janela para a formação da estrutura cósmica e evolução de galáxias.”

Notas

[1] A rede cósmica é a estrutura do Universo a maior escala. É composta por estreitos filamentos de material primordial (essencialmente hidrogênio e hélio gasosos) e matéria escura, que ligam as galáxias e enchem os espaços entre elas. O material desta rede pode levar estes filamentos às galáxias e dar assim origem ao seu crescimento e evolução.

[2] O MUSE é um espectrógrafo de campo integral que combina capacidades espectroscópicas com capacidades de imagem. Pode observar grandes objetos astronômicos de uma vez só e em cada pixel mede a intensidade da radiação em função da cor, ou comprimento de onda.

Mais Informações

Este trabalho foi descrito no artigo científico intitulado Ubiquitous giant Lyα nebulae around the brightest quasars at z ~ 3.5 revealed with MUSE, que será publicado na revista especializada Astrophysical Journal.

A equipe é composta por Elena Borisova, Sebastiano Cantalupo, Simon J. Lilly, Raffaella A. Marino e Sofia G. Gallego (Instituto de Astronomia, ETH Zurich, Suíça), Roland Bacon e Jeremy Blaizot (Universidade de Lyon, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Saint-Genis-Laval, França), Nicolas Bouché (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Toulouse, França), Jarle Brinchmann (Observatório de Leiden, Leiden, Holanda; Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Porto, Portugal), C Marcella Carollo (Instituto de Astronomia, ETH Zurich, Suíça), Joseph Caruana (Departamento de Física, Universidade de Malta, Msida, Malta; Instituto de Ciências do Espaço & Astronomia, Universidade de Malta, Malta), Hayley Finley (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Toulouse, França), Edmund C. Herenz (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Alemanha), Johan Richard (Universidade de Lyon, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Saint-Genis-Laval, França), Joop Schaye e Lorrie A. Straka (Observatório de Leiden, Leiden, Holanda), Monica L. Turner (MIT-Kavli Center for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, EUA), Tanya Urrutia (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Alemanha), Anne Verhamme (Universidade de Lyon, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Saint-Genis-Laval, França), Lutz Wisotzki (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Alemanha).

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronômico mais produtivo do mundo. O ESO é  financiado por 16 países: Alemanha, Áustria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Itália, Polônia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, assim como pelo Chile, o país de acolhimento. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronômicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrônomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronômica. 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, o observatório astronômico ótico mais avançado do mundo e dois telescópios de rastreio. O VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo que trabalha no infravermelho e o VLT Survey Telescope, o maior telescópio concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é um parceiro principal no ALMA, o maior projeto astronômico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o European Extremely Large Telescope (E-ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1638, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contato local para a imprensa. O representante brasileiro é Eugênio Reis Neto, do Observatório Nacional/MCTIC. A nota de imprensa foi traduzida por Margarida Serote (Portugal) e adaptada para o português brasileiro por Eugênio Reis Neto.

Sobre a nota de imprensa

No. da notícia:eso1638pt-br
Nome:Quasar
Tipo:Early Universe : Galaxy : Activity : AGN : Quasar
Facility:Very Large Telescope
Instruments:MUSE
Science data:2016ApJ...831...39B

Imagens

Halos brilhantes em torno de quasares distantes
Halos brilhantes em torno de quasares distantes

Vídeos

Halos brilhantes em torno de quasares distantes
Halos brilhantes em torno de quasares distantes
Animação 3D de um halo de quasar
Animação 3D de um halo de quasar

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