Nota de Imprensa

Descoberto quasar mais distante de nós com poderosos jatos rádio

8 de Março de 2021

Com a ajuda do Very Large Telescope do ESO, os astrónomos descobriram e estudaram com grande detalhe a fonte de emissão rádio mais distante conhecida até à data — um quasar com forte emissão rádio (um objeto brilhante com jatos poderosos que emitem nos comprimentos de onda do rádio) tão distante que a sua luz demorou 13 mil milhões de anos a chegar até nós. A descoberta poderá dar-nos pistas importantes sobre o Universo primordial.

Os quasares são objetos muito brilhantes que se encontram no centro de algumas galáxias e que são alimentados por buracos negros supermassivos. À medida que consomem o gás que os rodeia, os buracos negros libertam energia, permitindo assim aos astrónomos detectá-los, mesmo quando se encontram muito longe de nós.

O quasar recém descoberto, P172+18, situa-se tão distante que a sua luz viajou cerca de 13 mil milhões de anos para chegar até nós, ou seja, estamos a observá-lo quando o Universo tinha apenas 780 milhões de anos de idade. Apesar de já se terem descoberto quasares ainda mais distantes, esta é a primeira vez que os astrónomos conseguiram identificar sinais de jatos rádio num quasar tão primordial. Apenas cerca de 10% dos quasares — os que emitem fortemente no rádio — têm jatos que brilham intensamente nas frequências rádio [1].

O P172+18 é alimentado por um buraco negro com cerca de 300 milhões de vezes a massa solar, que consome gás a uma taxa extraordinária. “O buraco negro está a consumir matéria muito depressa, crescendo em massa a uma das taxas mais elevadas que alguma vez observámos,” explica a astrónoma Chiara Mazzucchelli, bolseira do ESO no Chile, que liderou a descoberta em conjunto com Eduardo Bañados do Instituto Max Planck de Astronomia, na Alemanha.

Os astrónomos pensam que existe uma ligação entre o rápido crescimento de buracos negros supermassivos e jatos rádio poderosos descobertos em quasares como o P172+18. Pensa-se que os jatos poderão perturbar o gás que circunda o buraco negro, aumentando a taxa à qual o gás é capturado. Consequentemente, o estudo de quasares com forte emissão rádio pode fornecer-nos pistas importantes sobre como é que os buracos negros no Universo primordial cresceram tão rapidamente para tamanhos supermassivos após o Big Bang.

“Acho muito interessante descobrir pela primeira vez buracos negros “novos” e contribuir com mais um bloco constituinte que nos ajude a compreender o Universo primitivo, de onde vimos e, em última instância, nós próprios,” diz Mazzucchelli.

O P172+18 foi inicialmente reconhecido como sendo um quasar distante, após ter sido anteriormente identificado como uma fonte rádio, com o Telescópio Magalhães do Observatório de Las Campanas, no Chile, por Bañados e Mazzucchelli. “Assim que obtivemos os dados, olhámos para eles e vimos logo que tínhamos descoberto o mais distante quasar com forte emissão rádio conhecido até à data,” disse Bañados.

No entanto, e devido ao curto tempo de observação, a equipa não conseguiu obter dados suficientes para estudar o objeto com detalhe. Seguiram-se assim uma quantidade de observações obtidas com outros telescópios, incluindo o instrumento X-shooter montado no VLT do ESO, que permitiram investigar melhor as características do quasar, incluindo a determinação de propriedades chave, como a massa do buraco negro e a velocidade a que este está a consumir a matéria que o circunda. Outros telescópios que contribuíram para este estudo incluem o Very Large Array do Observatório Nacional de Rádio Astronomia e o Telescópio Keck, nos EUA.

Apesar de estar muito entusiasmada com a descoberta, que será publicada na revista da especialidade The Astrophysical Journal, a equipa acredita que este quasar com forte emissão rádio pode ser o primeiro de muitos outros ainda por descobrir, talvez até a distâncias cosmológicas ainda maiores. “Esta descoberta põe-me bastante optimista e acredito, e espero, que a distância recorde seja quebrada muito em breve,” diz Banãdos.

Observações obtidas com infraestruturas como o ALMA, do qual o ESO é um parceiro, e com o futuro Extremely Large Telescope (ELT) do ESO poderão ajudar a descobrir e estudar com todo o detalhe mais destes objetos do Universo primordial.

Notas

[1] As ondas rádio que são usadas em astronomia têm frequências entre os 300 MHz e os 300 GHz.

Informações adicionais

Este trabalho foi apresentado num artigo científico intitulado “The discovery of a highly accreting, radio-loud quasar at z=6.82” publicado na revista da especialidade The Astrophysical Journal.

A equipa é composta por Eduardo Bañados (Max-Planck-Institut für Astronomie [MPIA], Alemanha, e The Observatories of the Carnegie Institution for Science, EUA), Chiara Mazzucchelli (Observatório Europeu do Sul, Chile), Emmanuel Momjian (National Radio Astronomy Observatory [NRAO], EUA), Anna-Christina Eilers (MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, EUA), Feige Wang (Steward Observatory, University of Arizona, EUA), Jan-Torge Schindler (MPIA), Thomas Connor (Jet Propulsion Laboratory [JPL], California Institute of Technology, EUA), Irham Taufik Andika (MPIA e Escola Internacional de Investigação Max Planck de Astronomia & Física Cósmica, Universidade de Heidelberg, Alemanha), Aaron J. Barth (Department of Physics and Astronomy, University of California, Irvine, EUA), Chris Carilli (NRAO e Astrophysics Group, Cavendish Laboratory, University of Cambridge, RU), Frederick Davies (MPIA), Roberto Decarli (INAF Bologna — Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio, Itália), Xiaohui Fan (Steward Observatory, University of Arizona, EUA), Emanuele Paolo Farina (Max-Planck-Institut für Astrophysik, Alemanha), Joseph F. Hennawi (Department of Physics, Broida Hall, University of California, Santa Barbara, EUA), Antonio Pensabene (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Alma Mater Studiorum, Universita di Bologna e INAF Bologna, Itália), Daniel Stern (JPL), Bram P. Venemans (MPIA), Lukas Wenzl (Department of Astronomy, Cornell University, EUA e MPIA) e Jinyi Yang (Steward Observatory, University of Arizona, EUA).

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO tem 16 Estados Membros: Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Irlanda, Itália, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, para além do país de acolhimento, o Chile, e a Austrália, um parceiro estratégico. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. 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 e o Interferómetro do Very Large Telescope, o observatório astronómico óptico mais avançado do mundo, para além de dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é também um parceiro principal em duas infraestruturas situadas no Chajnantor, o APEX e o ALMA, o maior projeto astronómico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o Extremely Large Telescope (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 eso2103, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.