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| Quasar J0529−4351. Crédito: Astronomia da Natureza (2024) |
Um novo estudo publicado na Nature Astronomy descreve o objeto mais luminoso já observado pelos astrônomos. É um buraco negro com uma massa de 17 bilhões de Sóis, engolindo uma quantidade maior de massa do que o Sol todos os dias.
Ele é conhecida há várias décadas, mas como é tão brilhante, os astrônomos presumiram que deveria ser uma estrela próxima. Apenas observações recentes revelaram a sua extrema distância e luminosidade.
O objeto foi denominado de J0529-4351. Este nome refere-se simplesmente às suas coordenadas na esfera celeste – uma forma de projetar os objetos no céu no interior de uma esfera. É um tipo de objeto chamado quasar .
A natureza física dos quasares era inicialmente desconhecida. Mas em 1963, a luz visível de um quasar chamado 3C 273 foi dividida em todos os seus comprimentos de onda (conhecidos como espectro). Isto mostrou que estava localizado a quase 2 bilhões de anos-luz de distância.
Dado o quão brilhante 3C 273 nos parece, e quão longe está, deve ser extremamente luminoso – um termo em astronomia que se refere à quantidade de luz emitida por um objeto numa unidade de tempo. A única fonte de energia conhecida para tal luminosidade extrema é através da queda de material num buraco negro supermassivo . Os quasares são, portanto, os buracos negros que crescem mais ativamente no universo.
Fonte de energia
Buracos negros supermassivos geralmente ficam no centro das galáxias. Tal como acontece com todos os quasares, J0529-4351 é alimentado por material, principalmente hidrogénio superaquecido e gás hélio, que cai no seu buraco negro vindo da galáxia circundante.
Aproximadamente uma vez a massa do Sol cai neste buraco negro todos os dias. Exatamente como tanto gás pode ser canalizado para o centro das galáxias para aumentar a massa dos buracos negros é ainda uma questão sem resposta na astrofísica.
No centro da galáxia, o gás assume a forma de um disco fino. As propriedades de viscosidade (resistência ao fluxo de matéria no espaço) e fricção no disco fino ajudam a aquecer o gás a dezenas de milhares de graus Celsius. Isto é quente o suficiente para brilhar quando visto em comprimentos de onda de luz ultravioleta e visível. É esse brilho que podemos observar da Terra.
Com cerca de 17 bilhões de massas solares, J0529-4351 não é o buraco negro mais massivo conhecido. Um objeto, no centro do aglomerado de galáxias Abell 1201, equivale a 30 bilhões de sóis . No entanto, precisamos de ter em mente que, devido ao tempo que a luz leva para percorrer a vasta distância entre este objeto e a Terra, estamos testemunhando isso quando o Universo tinha apenas 1,5 bilhões de anos, ou seja, há 12,2 bilhões de anos atrás.
Portanto, este buraco negro deve ter crescido, ou acumulado tanta massa durante uma fração significativa da idade do Universo no momento em que foi observado. Os autores acreditam que a acumulação de gás pelo buraco negro está acontecendo perto do seu limite, estabelecido pelas leis da física. A acreção mais rápida causa um disco de gás mais luminoso ao redor do buraco negro, o que, por sua vez, pode impedir a entrada de mais material.
É provável que J0529-4351 se torne uma ferramenta muito significativa para o estudo futuro de quasares e do crescimento de buracos negros. A massa dos buracos negros é uma propriedade fundamental, mas é muito difícil de medir diretamente, pois não existe um conjunto padrão de balanças para objetos tão absurdamente grandes e misteriosos.
Uma técnica é medir o efeito que o buraco negro tem sobre o gás mais difuso que o orbita em grandes nuvens, chamada de “região de linha larga”. Este gás é revelado no espectro através de largas “linhas de emissão”, que são causadas por elétrons saltando entre níveis de energia específicos no gás ionizado.
A largura destas linhas está diretamente relacionada com a massa do buraco negro, mas a calibração desta relação é muito difícil de ser medida para os objetos mais luminosos, como J0529-4351. Um novo instrumento instalado no VLT, chamado Gravity+, poderá fornecer uma medição direta de sua massa.
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