Observou-se que um quasar flutuante distante escurece e aumenta de brilho a um grau incomum, com mudanças de luminosidade equivalentes a 2 trilhões de vezes o brilho do Sol. Esta é a primeira vez que um quasar luminoso foi observado no Universo primitivo, datando de 12,9 mil milhões de anos – cerca de 900 milhões de anos após o Big Bang.
Quasares são muito ativos Buracos negros supermassivos No coração de alguns GaláxiasÀ medida que se alimentam vorazmente do gás que é empurrado para a sua massa, este alimento turvo cresce como resultado. Como um círculo de gás buraco negroé horizonte de eventos – o ponto em que nada consegue escapar de um buraco negro – este aquece como resultado da fricção, fazendo com que o gás brilhe intensamente. Além disso, os campos magnéticos podem desalojar algumas das partículas carregadas do gás e expulsá-las do buraco negro supermassivo na forma de um jato poderoso e brilhante. Conseqüentemente, os quasares são alguns dos objetos mais brilhantes do universo.
Mais de um milhão de quasares foram descobertos em todo o universo, mas apenas cerca de 200 deles foram detectados nos primeiros mil milhões de anos. Big Bang. Quando a maioria dos quasares pisca, normalmente o fazem a taxas relativamente modestas, e até agora tal oscilação não foi observada num quasar nos primeiros mil milhões de anos da história cósmica.
“As pessoas sabem que os quasares no universo próximo podem piscar”, disse Jean Leung, do Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT). Relatório. “A oscilação vem de flutuações na forma como o gás é injetado no buraco negro e como as oscilações dos quasares nos dizem sobre a estrutura do disco de acreção do buraco negro e as ‘mordidas’ que o buraco negro come.”
O quasar em questão emite energia equivalente à luminosidade de 12 biliões de sóis, e a sua luz flutua cerca de 20%, ou 2 biliões de vezes a nossa luz.EUm tamanho muito significativo indica o quão rápido este buraco negro está crescendo.
No entanto, o quasar está tão distante que ainda é muito ténue, pelo que detectar estas grandes flutuações não é fácil. Não só a luz percorreu distâncias maiores, mas a expansão do universo esticou o comprimento de onda dessa luz para comprimentos de onda mais longos e mais vermelhos, um fenômeno conhecido como “desvio para o vermelho”.
Um quasar distante pisca como uma vela cósmica
Uma equipe liderada por Leung e sua colega do MIT Anna-Christina Eilers descobriu o indescritível quasar brilhante depois de pesquisar nos arquivos da NASA. Não está funcionando agora NEOWISE (Objeto próximo à Terra Missão Wide-Field Infrared Survey Explorer). novato Eles passaram cerca de 14 anos examinando todo o céu, procurando por algo perigoso AsteróidesMas o fundo também captura muito do que está acontecendo no céu.
O desvio para o vermelho da luz do quasar também reduziu a frequência das flutuações. A oscilação, que poderia ter acontecido na escala de dias após a luz deixar o quasar, transformou-se em meses antes de a luz chegar até nós. É por isso que os anos de dados do NEOWISE são inestimáveis.
“Vimos o quasar piscar aleatoriamente ao longo de um período de 14 anos, como a chama de uma vela tremeluzindo sem um padrão consistente”, disse Leung.
A oscilação do quasar em diferentes comprimentos de onda está ligada a variações na temperatura do gás que gira em torno do buraco negro. Quanto mais próximo o gás estiver do buraco negro, mais quente ele será. A partir disto, a equipa de Leung pode inferir que o gás se assentou num disco de acreção muito plano, em forma de panqueca, em torno do buraco negro.
Para um quasar antigo, isto não seria surpreendente, mas para um quasar tão jovem, seria revelador. Isso ocorre porque os buracos negros supermassivos crescem caoticamente, e a nuvem de gás que cerca um jovem quasar 850 milhões de anos depois do Big Bang ainda deve estar muito inchada, como um toro espesso e caótico em forma de donut. Somente quando o quasar amadurecer o gás deverá se achatar em forma de bolo. Por outras palavras, este quasar parece mais velho do que a sua idade.
“O que isto sugere é que todas as fases caóticas e de crescimento muito rápido pelas quais esperamos que todos os buracos negros passem em algum momento acontecem muito, muito cedo, antes de os vermos como estes quasares luminosos brilhantes”, disse Eilers. “Essa é a imagem que sai.”
Os astrônomos já têm evidências de que os buracos negros se formam muito mais rápido do que imaginamos a partir do colapso direto de nuvens de gás.Pequenos pontos vermelhos‘Inventado por O Telescópio Espacial James Webb (JWST) no universo primitivo. A descoberta de um quasar maduro de há 12,9 mil milhões de anos reforça a crescente teoria de que os buracos negros supermassivos se formaram cedo e cresceram rapidamente.
“Isto significa que algo aconteceu antes destes sistemas se tornarem muito maduros”, disse Leung.
Agora, Leung e Eilers esperam procurar quasares ainda mais antigos (com 13,2 mil milhões de anos atrás), talvez com o JWST, para tentar captar o que quer que tenha acontecido para os fazer crescer tão rapidamente.
Enquanto isso, suas descobertas podem ser lidas em artigo publicado na segunda-feira (8 de junho). Astronomia Natural.
