Uma nova e empolgante descoberta foi revelada no início desta semana na 223ª reunião da Sociedade Astronômica Americana, realizada em Washington DC, quando os astrônomos anunciaram que uma lente gravitacional foi detectada pela primeira vez em comprimentos de onda de raios gama.
O estudo foi realizado usando o Telescópio Espacial Fermi Gamma Ray da NASA e promete abrir uma nova janela no universo, dando aos astrofísicos outra ferramenta para estudar as regiões de emissão que existem perto de buracos negros supermassivos.
Mas a caçada não foi fácil. Uma lente gravitacional ocorre quando um grande objeto em primeiro plano, como uma galáxia, inclina a luz de um objeto distante em segundo plano. No caso deste estudo, os pesquisadores alvejaram um blazar conhecido como B0218 + 357, uma fonte energética localizada a 4,35 bilhões de anos-luz de distância na direção da constelação Triangulum.
As fontes Blazar e quasar são nomeadas usando suas respectivas coordenadas no céu. Pense em "0218 + 357" como uma tradução para "Ascensão Reta 2 Horas 18 Minutos, Declinação +35,7 graus norte" na fala astrônoma do quintal. Um blazar é uma forma compacta de quasar que resulta de um buraco negro supermassivo no coração de uma galáxia ativa. O termo blazar foi cunhado por Edward Spiegel em 1978. O primeiro quasar descoberto foi o 3C 273 em 1970, que também foi mais tarde considerado um blazar. 3C 273 é visível em Virgem usando um telescópio grande no quintal.
Uma galáxia espiral em primeiro plano vista em frente se encontra ao longo de nossa linha de visão entre nosso ponto de vista e o B0218 + 357. A 4 bilhões de anos-luz de distância, os dois têm a menor separação angular de qualquer sistema com lente gravitacional até agora identificado em menos de um terço de um arco de segundo.
"Começamos a pensar na possibilidade de fazer essa observação alguns anos após o lançamento do Fermi, e todas as peças finalmente se juntaram no final de 2012", disse o astrofísico do Naval Research Laboratory e o principal cientista do estudo Teddy Cheung em um recente Goddard da NASA Comunicado de imprensa do Spaceflight Center.
Observações do blazar sugeriram que ele seria queimado em setembro de 2012, tornando-o um alvo principal para o estudo. De fato, o B0218 + 357 era a fonte de raios gama extra-galáctica mais brilhante da época. Cheung recebeu um período que vai do final de setembro a outubro de 2012 para usar o instrumento Telescópio de Grande Área (LAT) da Fermi para estudar o blazar em desabafo.
O instrumento LAT da Fermi não possui a resolução possuída por instrumentos de rádio e ópticos para capturar o blazar em imagens únicas. Em vez disso, a equipe explorou um fenômeno conhecido como "efeito de reprodução retardada" para capturar o blazar em ação.
"Um caminho de luz é um pouco mais longo que o outro, então, quando detectamos reflexos em uma imagem, tentamos capturá-los dias depois, quando eles são reproduzidos na outra imagem", disse Jeff Scargle, membro da equipe, astrofísico baseado no Ames Research Center da NASA.
Cheung apresentou as conclusões do estudo na segunda-feira na reunião da Sociedade Astronômica Americana, que incluiu três episódios distintos do blazar de fundo que demonstraram o atraso dos eventos de reprodução com um período de 11,46 dias.
As observações de acompanhamento em comprimentos de onda de rádio e ópticos apoiaram as principais observações e demonstram que o gerador de imagens LAT de Fermi realmente testemunhou o evento. Curiosamente, o atraso dos raios gama do blazar com lentes leva cerca de um dia a mais do que as ondas de rádio para alcançar a Terra. B0218 + 357 também é cerca de quatro vezes mais brilhante em raios gama do que em comprimentos de onda de rádio.
Isso ocorre porque os raios gama emanam de uma região ligeiramente diferente das ondas de rádio geradas pelo blazar e estão seguindo um caminho diferente pelo campo gravitacional da galáxia em primeiro plano. Isso demonstra que ativos como Fermi podem ser usados para sondar o coração dos núcleos galácticos energéticos distantes que abrigam buracos negros supermassivos. Isso abre o tópico quente dos blazares com lentes gravitacionais e seu papel na astronomia extra-galáctica até o espectro de raios gama, e oferece aos cosmologistas outro dispositivo para sua caixa de ferramentas.
“Ao longo de um dia, uma dessas explosões pode iluminar o blazar em 10 vezes em raios gama, mas apenas 10% em luz visível e rádio, o que nos diz que a região que emite raios gama é muito pequena em comparação com as que emitem com energias mais baixas ”, disse Stefan Larsson, membro da equipe da Universidade de Estocolmo, no recente comunicado à imprensa.
Usar a análise de sistemas de lentes com comprimentos de onda de raios gama não apenas ajudará a sondar essas bestas cosmológicas enigmáticas, mas também poderá ajudar a refinar a importante Hubble Constant, que mede a taxa na qual o universo está se expandindo.
Mas Fermi pode apenas começar a mostrar suas coisas quando se trata de procurar fontes extra-galácticas. o realmente Uma descoberta empolgante, dizem os pesquisadores, seria a descoberta de uma fonte extra-galáctica enérgica sendo vista por uma galáxia em primeiro plano em raios gama que não tem foi visto em outros comprimentos de onda. Essa descoberta recente certamente demonstrou como Fermi pode "ver" esses flashes indicadores através de um método inteligente. Espere mais novidades nos próximos anos!
Leia o artigo inteiro no servidor arViv intitulado Detecção Fermi-LAT de alargamentos de raios gama atrasados por lentes gravitacionais do Blazar B0218 + 357.
