Jacto de raios-X revela pistas sobre a radiação cósmica de fundo

2004-01-08

O qusar GB1508 pelo visto pelos telescópios Hubble (em cima), Chandra (ao centro), e VLA (em baixo). Crédito: NASA/STScI/A.Siemiginowska et al. 2003; NASA/CXC/SAO/A.Siemiginowska et al.; NRAO/VLA/Brandeis/T. Cheung.
O jacto astrofísico mais distante que se conhece foi descoberto numa imagem de um quasar
quasar
Os quasares são objectos extragalácticos extremamente brilhantes e compactos. Hoje acredita-se que são o centro de galáxias muito energéticas ainda num estado inicial da sua evolução (são, pois, núcleos galácticos activos - NGAs) e a sua energia provém de um buraco negro de massa muito elevada. Os seus desvios para o vermelho indicam que se encontram a distâncias cosmológicas. O seu nome, quasar, vem do inglês quasi-stellar object, ou seja, objecto quase estelar, devido à semelhança da sua imagem em placas fotográficas com a imagem de uma estrela.
obtida pelo telescópio de raios-X Chandra
Chandra X-ray Observatory
O observatório de raios-X Chandra, lançado em 1999, faz parte do projecto dos Grandes Observatórios Espaciais da NASA. O seu nome homenageia Subrahmanyan Chandrasekhar, Prémio Nobel da Física em 1983. O Chandra detecta fontes de raios-X a milhares de milhões de anos-luz de nós. Observar em raios-X é a única forma de observar matéria muito quente, a milhões de graus Célsius. O Chandra detecta raios-X de regiões de alta energia, como por exemplo remanescentes de supernovas.
(NASA
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Entidade norte-americana, fundada em 1958, que gere e executa os programas espaciais dos Estados Unidos da América.
). Com uma extensão superior a 100 mil anos-luz
ano-luz (al)
O ano-luz (al) é uma unidade de distância igual a 9,467305 x 1012 km, que corresponde à distância percorrida pela luz, no vácuo, durante um ano.
, a partir do buraco negro
buraco negro
Um buraco negro é um objecto cuja gravidade é tão forte que a sua velocidade de escape é superior à velocidade da luz. Em Astronomia, distinguem-se dois tipos de buraco negro: os buracos negros estelares, que resultam da morte de uma estrela de massa elevada, e os buracos negros galácticos, que existem no centro das galáxias activas.
de massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
elevada que lhe dá origem, este jacto de partículas de alta energia fornece aos astrónomos informação importante acerca da intensidade da radiação
radiação electromagnética
A radiação electromagnética, ou luz, pode ser considerada como composta por partículas (os fotões) ou ondas. As suas propriedades dependem do comprimento de onda: ondas ou fotões com comprimentos de onda mais longos traduzem radiação menos energética. A radiação electromagnética, ou luz, é usualmente descrita como um conjunto de bandas de radiação, como por exemplo o infravermelho, o rádio ou os raios-X.
cósmica de fundo de microondas
microondas
A região do espectro electromagnético, no domínio do rádio, com comprimento de onda entre aproximadamente 1 mm e 30 cm (equivalente ao intervalo de frequências entre 300 GHz e 1 GHz) é a região das microondas.
há cerca de 12 mil milhões de anos.

Esta descoberta foi uma autêntica surpresa para os astrónomos, pois embora o quasar GB1508+5714 fosse já conhecido, como fonte potente de raios-X
raios-X
A radiação X é a radiação electromagnética cujo comprimento de onda está compreendido entre o ultravioleta e os raios gama, ou seja, pertence ao intervalo de aproximadamente 0,1 Å a 100 Å. Descobertos em 1895, os raios-X tambêm são, por vezes, chamados de raios de Röntgen em homenagem ao seu descobridor. A radiação X é altamente penetrante, o que a torna muito útil, por exemplo, para obter radiografias.
, não havia qualquer indicação da ocorrência de um jacto. Este jacto agora descoberto é particularmente significativo, uma vez que permite aos astrónomos sondar a radiação cósmica de fundo cerca de 1,4 mil milhões de anos depois do Big Bang. Antes desta descoberta o jacto mais distante que se conhecia correspondia a uma época situada 3 mil milhões de anos depois do Big Bang.

O Chandra observou GB1508+5714 inicialmente com o propósito de estudar-se a emissão de raios-X por parte da poeira interposta entre a Terra e o quasar. Posteriormente, foram usadas observações no rádio
rádio
O rádio é a banda do espectro electromagnético de maior comprimento de onda (menor frequência) e cobre a gama de comprimentos de onda superiores a 0,85 milímetros. O domínio do rádio divide-se no submilímetro, milímetro, microondas e rádio.
a partir do arquivo de dados do Very Large Array
Very Large Array (VLA)
O VLA é um radiointerferómetro composto por 27 antenas de 25 m de diâmetro, dispostas em três braços (em forma de Y) com 9 antenas cada, localizado no Novo México (EUA). O VLA é operado pelo NRAO (National Radio Astronomy Observatory).
 (NRAO
National Radio Astronomy Observatory (NRAO)
O NRAO é o Observatório Nacional de Radioastronomia dos EUA e opera vários radiotelescópios, como o VLA, o VLBA, o GBT, o EVLA e o ALMA.
) para confirmar a existência do jacto associado ao quasar GB1508+5714.Os quasares são entendidos como galáxias
galáxia
Um vasto conjunto de estrelas, nebulosas, gás e poeira interestelar gravitacionalmente ligados. As galáxias classificam-se em três categorias principais: espirais, elípticas e irregulares.
que albergam no seu centro um buraco negro de massa extremamente elevada que aglutina matéria (gás interestelar
gás interestelar
O gás interestelar é constituído pelos átomos, moléculas e iões de elementos, ou substâncias, gasosas presentes no meio interestelar.
e estrelas
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
) à sua volta. Esta queda de material para o buraco negro é frequentemente acompanhada pela formação de poderosos jactos de partículas de alta energia. À medida que os electrões
electrão
Partícula elementar pertencente à família dos leptões - partículas sujeitas à interacção nuclear fraca, electromagnética e gravitacional. Os electrões possuem carga eléctrica negativa e encontram-se nos átomos de todos os elementos químicos, orbitando à volta do núcleo atómico, que possui carga eléctrica positiva.
do jacto se afastam do quasar, com velocidades próximas da velocidade da luz
velocidade da luz
A velocidade da luz é a rapidez com que se propagam as ondas luminosas (ou radiação electromagnética). No vácuo, é igual a 299 790 km/s, sendo independente do referencial considerado.
, atravessam um verdadeiro oceano de radiação cósmica de fundo deixado pela fase quente inicial da formação do Universo. Quando um destes electrões colide com um fotão
fotão
O fotão, muitas vezes referido como a partícula de luz, é o quantum do campo electromagnético e é a partícula elementar da radiação electromagnética.
desta radiação de fundo, produzem-se fotões de raios-X.

A intensidade destes raios-X depende naturalmente da energia dos electrões e da intensidade da radiação cósmica de fundo. Assim, a detecção de vários jactos de raios-X a distâncias muito remotas permite investigar a forma como variou ao longo do tipo a intensidade da radiação cósmica de fundo. Daí a extrema importância desta descoberta.

Uma outra equipa de investigação mostrou que, na emissão extensa em raios-X de GB1508+5714 (imagem do meio), uma parte significativa da energia é depositada nas regiões mais externas da própria galáxia. Esta energia pode ter um efeito importante na evolução desta galáxia, através da indução da formação de novas estrelas, ou ainda a inibição do crescimento da galáxia mediante acreção
acreção
Designa-se por acreção a acumulação de matéria (gás e poeira) para um astro central, como por exemplo um buraco negro, uma estrela, uma galáxia, ou um planeta.
de matéria no espaço intergaláctico.

Fonte da notícia: http://chandra.harvard.edu/press/03_releases/press_111703.html