Alguns dos objetos mais brilhantes do universo são quasares. Em vez de buracos negros consumirem matéria, poderia haver objetos com campos magnéticos poderosos que agem como hélices, agitando a matéria de volta à galáxia.
No universo jovem e distante, os quasares brilham com um brilho inigualável por qualquer coisa do cosmos local. Embora pareçam estrelas em telescópios ópticos, os quasares são realmente os brilhantes centros das galáxias localizadas a bilhões de anos-luz da Terra.
Atualmente, o núcleo fervente de um quasar é retratado como contendo um disco de gás quente espiralando em um buraco negro supermassivo. Parte desse gás é expelido à força em dois jatos opostos quase à velocidade da luz. Os teóricos lutam para entender a física dos discos e jatos de acreção, enquanto os observadores lutam para espiar o coração do quasar. O "motor" central que alimenta os jatos é difícil de estudar telescopicamente porque a região é muito compacta e os observadores da Terra estão muito distantes.
O astrônomo Rudy Schild, do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), e seus colegas estudaram o quasar conhecido como Q0957 + 561, localizado a cerca de 9 bilhões de anos-luz da Terra na direção da constelação Ursa Major, perto da Ursa Maior. Este quasar contém um objeto compacto central que contém tanta massa quanto 3-4 bilhões de sóis. A maioria consideraria esse objeto um "buraco negro", mas a pesquisa de Schild sugere o contrário.
"Não chamamos esse objeto de buraco negro porque encontramos evidências de que ele contém um campo magnético ancorado internamente que penetra diretamente na superfície do objeto central em colapso e que interage com o ambiente quasar", comentou Schild.
Os pesquisadores escolheram o Q0957 + 561 por sua associação com uma lente cósmica natural. A gravidade de uma galáxia próxima curva o espaço, formando duas imagens do quasar distante e ampliando sua luz. Estrelas e planetas dentro da galáxia próxima também afetam a luz do quasar, causando pequenas flutuações no brilho (em um processo chamado de "microlente") quando flutuam na linha de visão entre a Terra e o quasar.
Schild monitorou o brilho do quasar por 20 anos e liderou um consórcio internacional de observadores que operavam 14 telescópios para manter o objeto sob vigilância constante o tempo todo em momentos críticos.
"Com o microlente, podemos discernir mais detalhes desse chamado 'buraco negro' a dois terços do caminho até a borda do universo visível do que do buraco negro no centro da Via Láctea", disse Schild.
Através de uma análise cuidadosa, a equipe apresentou detalhes sobre o núcleo do quasar. Por exemplo, seus cálculos identificaram o local onde os jatos se formam.
“Como e onde esses jatos se formam? Mesmo após 60 anos de observações no rádio, não tínhamos resposta. Agora a evidência está presente e sabemos - disse Schild.
Schild e seus colegas descobriram que os jatos parecem emergir de duas regiões com 1.000 unidades astronômicas em tamanho (cerca de 25 vezes maior que a distância Plutão-Sol) localizadas 8.000 unidades astronômicas diretamente acima dos polos do objeto compacto central. (Uma unidade astronômica é definida como a distância média da Terra ao Sol, ou 93 milhões de milhas.) No entanto, esse local seria esperado apenas se os jatos fossem alimentados reconectando linhas de campo magnético que estavam ancoradas ao objeto compacto supermassivo em rotação dentro do quasar. Ao interagir com um disco de acúmulo ao redor, essas linhas de campo magnético giratórias se enrolam cada vez mais, até que se unam, reconectam e quebram explosivamente, liberando enormes quantidades de energia que alimentam os jatos.
“Este quasar parece ser dominado dinamicamente por um campo magnético ancorado internamente ao seu objeto compacto supermassivo rotativo central”, afirmou Schild.
Mais evidências da importância do campo magnético internamente ancorado do quasar são encontradas nas estruturas circundantes. Por exemplo, a região interna mais próxima do quasar parece ter sido varrida do material. A borda interna do disco de acreção, localizada a cerca de 2.000 unidades astronômicas do objeto compacto central, é aquecida até a incandescência e brilha intensamente. Ambos os efeitos são as assinaturas físicas de um campo magnético interno em turbilhão sendo puxado pela rotação do objeto compacto central - um fenômeno denominado "efeito da hélice magnética".
As observações também sugerem a presença de uma ampla saída em forma de cone do disco de acreção. Onde iluminado pelo quasar central, ele brilha em um contorno em forma de anel conhecido como estrutura de Elvis, em homenagem ao colega de Schild na CfA, Martin Elvis, que teorizou sua existência. A abertura angular surpreendentemente grande da vazão observada é melhor explicada pela influência de um campo magnético intrínseco contido no objeto compacto central neste quasar.
À luz dessas observações, Schild e seus colegas, Darryl Leiter (Marwood Astrophysics Research Center) e Stanley Robertson (Southwestern Oklahoma State University), propuseram uma teoria controversa de que o campo magnético é intrínseco ao objeto compacto supermassivo central do quasar. do que apenas fazer parte do disco de acréscimo, como pensado pela maioria dos pesquisadores. Se confirmada, essa teoria levaria a um novo e revolucionário quadro da estrutura quasar.
"Nossa descoberta desafia a visão aceita dos buracos negros", disse Leiter. “Até propusemos um novo nome para eles - Objetos Magnetosféricos Eternamente em Colapso, ou MECOs”, uma variante do nome cunhada pela primeira vez pelo astrofísico indiano Abhas Mitra em 1998. “Os astrofísicos de 50 anos atrás não tinham acesso ao entendimento moderno da eletrodinâmica quântica que está por trás de nossas novas soluções para as equações originais da relatividade de Einstein. ”
Esta pesquisa sugere que, além de sua massa e rotação, o objeto compacto central do quasar pode ter propriedades físicas mais como um dipolo magnético giratório com desvio para o vermelho, do que como um buraco negro. Por esse motivo, a maior parte da matéria que se aproxima não desaparece para sempre, mas sente os campos magnéticos em rotação do motor e é girada de volta. De acordo com essa teoria, um MECO não tem um horizonte de eventos; portanto, qualquer matéria que seja capaz de passar pela hélice magnética é gradualmente reduzida e parada na superfície altamente deslocada para o vermelho do MECO, com apenas um sinal fraco conectando a radiação dessa matéria. para um observador distante. Esse sinal é muito difícil de observar e não foi detectado no Q0957 + 561.
Esta pesquisa foi publicada na edição de julho de 2006 do Astronomical Journal e está disponível online em http://arxiv.org/abs/astro-ph/0505518.
Com sede em Cambridge, Massachusetts, o Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) é uma colaboração conjunta entre o Smithsonian Astrophysical Observatory e o Harvard College Observatory. Os cientistas da CfA, organizados em seis divisões de pesquisa, estudam a origem, a evolução e o destino final do universo.
Fonte original: Comunicado de imprensa da CfA
