Uma equipe de cientistas usou o Telescópio Espacial Hubble da para observar um disco de acreção de um quasar - um brilhante disco de matéria que está sendo lentamente sugada para o buraco negro central da sua galáxia.
© NASA (quasar ampliado gravitacionalmente por uma galáxia)
Este estudo faz uso de uma nova técnica que usa lentes gravitacionais para dar um grande aumento de poder ao telescópio. A incrível precisão do método permitiu aos astrônomos medir diretamente o tamanho do disco e esboçar a temperatura ao longo de partes diferentes do disco. Estas observações mostram um nível de precisão equivalente à avistar grãos individuais de poeira na superfície da Lua.
Embora os próprios buracos negros sejam invisíveis, as forças que libertam provocam alguns dos fenômenos mais brilhantes do Universo. Os quasares são discos brilhantes de matéria que orbitam buracos negros supermassivos, aquecendo e emitindo radiação extremamente brilhante.
O disco de acreção no quasar tem um tamanho normal de alguns dias-luz, ou aproximadamente 100 bilhões de quilômetros de diâmetro, mas situam-se a bilhões de anos-luz de distância. Isto significa que o seu tamanho aparente, quando visto da Terra, é tão pequeno que provavelmente nunca teríamos um telescópio suficientemente poderoso para ver a sua estrutura diretamente.
Até agora, o ínfimo tamanho aparente dos quasares significava que a maioria do nosso conhecimento da sua estrutura interna era baseada em suposições teóricas, e não através de observações diretas.
Um método inovador foi empregado para estudar o quasar: usando as estrelas numa galáxia interveniente para observar características no disco do quasar que de outro modo seriam demasiado pequenas de observar. À medida que estas estrelas se movem em frente da luz do quasar, os efeitos gravitacionais ampliam a luz de diferentes partes do quasar, proporcionando informações detalhadas de uma linha que atravessa o disco de acreção.
A equipe observou um grupo de distantes quasares graças a lentes gravitacionais alinhadas a outras galáxias, produzindo algumas imagens do quasar.
Avistaram diferenças sutis em cor entre as imagens, e mudanças em cor ao longo do tempo das observações. Parte destas diferenças de cor são provocadas pelas propriedades da poeira nas galáxias intervenientes: a luz oriunda de cada uma das imagens ampliadas seguiu um percurso diferente pela galáxia, por isso as várias cores encapsulam informação acerca do material dentro da galáxia. A medição do modo como a poeira dentro destas galáxias bloqueia a luz, conhecida como lei da extinção, a tais distâncias é só por si um resultado importante do estudo.
Para um dos quasares estudados, no entanto, existem sinais claros que as estrelas na galáxia interveniente estavam passando através do percurso da luz do quasar. À medida que o efeito gravitacional da galáxia interveniente distorcia e ampliava a luz do quasar, também as estrelas desta galáxia distorciam sutilmente e ampliavam a luz de partes diferentes do disco de acreção à medida que passavam pelo percurso da luz do quasar.
Ao registar a variação em cor foi possível reconstruir o perfil de cores ao longo do disco de acreção. Isto é importante porque a temperatura de um disco de acreção aumenta com a proximidade ao buraco negro, e as cores emitidas pela matéria quente tornam-se mais azuladas quanto mais quentes forem. Isto permitiu medir o diâmetro do disco de matéria quente, e traçar a temperatura a distâncias diferentes do centro.
Descobriram que o disco mede entre quatro e onze dias-luz e diâmetro aproximadamente 100 a 300 bilhões de quilômetros. Embora esta medição mostre grandes incertezas, é mesmo assim extremamente precisa para um pequeno objeto a esta enorme distância, e o método mostra grande potencial para um crescimento na sua precisão futuramente.
As propriedades físicas dos quasares não são ainda bem compreendidas. Este resultado é muito relevante porque significa a possibilidade de obter dados observacionais da estrutura destes objetos.
Fonte: NASA
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