(Crédito da imagem: Robert Lea (criada com Canva))
Os astrônomos descobriram que um jato de plasma em erupção de um buraco negro supermassivo distante, quase à velocidade da luz, é lente gravitacionalmente por um aglomerado invisível de matéria escura. A descoberta pode nos dar uma visão sobre a origem das partículas “fantasmas” cósmicas chamadas neutrinos.
O buraco negro supermassivo É um tipo de fonte de alimentação quasar chamado de blazar. Todos os quasares são buracos negros supermassivos rodeados por enormes quantidades de material de que os buracos negros se alimentam. O material não consumido por esses titãs cósmicos em festa é canalizado para os pólos dos buracos negros, de onde é ejetado como jatos de plasma. UM blazar difere dos quasares em geral porque os jatos que ele ejeta são direcionados para a Terra. Blazares, como o blazar no centro deste estudo, designado PKS 2233-148, há muito são propostos como aceleradores de partículas cósmicas que ejetam neutrinos.
Neutrinos Eles recebem esse apelido assustador porque não carregam carga e têm muito pouca massa, o que significa que 100 trilhões deles podem passar pelo seu corpo a cada segundo sem que você perceba. Isso os torna difíceis de detectar e rastrear até uma fonte. Este blazar com lentes gravitacionais poderia ajudar nesta caçada e, em última análise, provar que os blazares estão enchendo o universo de espíritos cósmicos.
“Esses jatos de grande escala são aceleradores cósmicos e podem produzir neutrinos”, disse Silke Britzen, do Instituto Max Planck de Radioastronomia, na Alemanha. Física.org. “Nós os estudamos em busca de características que possam nos ajudar a entender melhor a emissão de neutrinos.”
Jato Blazar recebe correção de curso cósmico
Os astrónomos há muito que se interessam pelo PKS 2233-148 e identificaram este blazar como aquele que poderia cimentar a ligação entre os neutrinos e os jactos de alimentação dos buracos negros supermassivos. Isso ocorre porque um de seus jatos polares está alinhado ao longo da nossa linha de visão da Terra.
Britzen e colegas deram uma nova olhada nas observações de PKS 2233-148 feitas pelo Very Long Baseline Array (VLBA) na Terra Telescópio Espacial Fermique viu o blazar em raios gama, e o instrumento de raios X a bordo do Observatório Espacial Swift.
Isto revelou como o movimento do jato PKS 2233-148 mudou ao longo do tempo e revelou detalhes anteriormente ocultos, incluindo o fato de que este jato blazar se desviou repentinamente de sua trajetória esperada.
“Estamos muito satisfeitos por termos descoberto fenómenos anteriormente não descobertos no jato e na curva de luz da radiação gama”, disse Britzen.
O que poderia ter causado esta correção do curso cósmico? Um fenômeno previsto pela primeira vez por Albert Einstein em 1915 e uma coleção invisível das coisas mais estranhas do universo, matéria escura.
O que são lentes gravitacionais e como a matéria escura pode causar isso?
O conceito de Lente gravitacional surgiu da teoria da gravidade de Einstein, Relatividade geral. A teoria geral da relatividade afirma que objetos contendo matéria distorcem a estrutura do espaço, semelhante a uma bola de boliche apoiada em uma folha de borracha esticada. Essa curvatura cria gravidade.
E tal como uma bala de canhão comprimiria mais esta hipotética camada de borracha do que uma bola de bowling, um objecto com maior massa causaria uma curvatura mais extrema no espaço; sua influência gravitacional é maior.
Algo legal acontece quando a luz passa por esse espaço distorcido; seu caminho normalmente reto é curvo. Isto significa que quando a luz de uma fonte de fundo passa através de um objeto massivo em primeiro plano que atua como uma lente gravitacional, atinge os nossos telescópios em momentos diferentes, o que significa que a fonte de fundo é ampliada ou, em casos extremos, pode aparecer em vários locais na mesma imagem.
Neste caso é o jato PKS 2233-148 que está sendo empacotado. Mas não existe nenhum objeto de grande massa, como uma galáxia ou um aglomerado de galáxias, que possa ser visto na posição correta para a lente. Isto deixa aberta a possibilidade de que o corpo da lente não seja visível. A matéria escura é a coisa certa.
A matéria escura é praticamente invisível porque não direto interagir com radiação eletromagnética ou luz. Em outras palavras, a matéria escura não emite luz e a luz não é refletida nela. Isto significa que mesmo um aglomerado grande o suficiente para desempenhar o papel de uma lente gravitacional seria indetectável. Mas isso não significa que a luz não possa responder à curvatura do espaço causada pela matéria escura, tal como responde à curvatura causada por qualquer corpo feito de matéria “normal”, como uma estrela ou uma galáxia.
Tal como acontece com qualquer configuração de lente gravitacional, a lente do feixe da PKS 2233-148 causada por este aglomerado de matéria escura requer um alinhamento preciso e é, portanto, apenas temporária.
“Por serem fenômenos de curto prazo, são difíceis de encontrar”, disse Britzen. “Esta é a primeira vez que descobrimos um fenómeno de lente que pode indicar a subestrutura da matéria escura.”
Britzen e seus colegas esperam agora encontrar outros eventos de lentes semelhantes para solidificar ainda mais a conexão entre blazares e Fábricas de neutrinos.
A pesquisa da equipe foi publicada em 31 de julho na revista Avisos mensais da Royal Astronomical Society.
