Descobertas ‘canhões de plasma’ de escala cósmica – 53 quasares com jatos de milhões de anos-luz de comprimento (3DNews)

Uma equipe internacional de astrônomos anunciou a descoberta de 53 quasares de rádio poderosos, até então desconhecidos, com jatos relativísticos gigantescos, alguns com até 50 vezes o diâmetro da Via Láctea (aproximadamente 5 milhões de anos-luz). A configuração dos jatos e sua intensidade oferecem uma janela para o universo primordial, fornecendo informações sobre a distribuição da matéria naquela época e explicando a evolução do universo.

Um exemplo de jatos de quasares recém-descobertos. Fonte da imagem: GMRT

Os objetos foram descobertos como parte de um levantamento radiofísico de baixa frequência usando o Very Large Array (VLA) e outros instrumentos. Todos os quasares datam de uma era em que o universo tinha menos de 4 bilhões de anos, tornando-os importantes testemunhas da evolução cosmológica inicial.

Uma característica distintiva desses 53 quasares, selecionados de um grupo de 369 novos quasares de rádio descobertos por cientistas indianos, é a extensão física extremamente grande de seus jatos — em média, eles são dezenas de vezes mais longos do que estruturas conhecidas anteriormente de classe semelhante. Tais jatos são formados por buracos negros supermassivos com massas de bilhões de massas solares. Parte da matéria no disco de acreção do buraco negro, impulsionada por campos magnéticos extremamente fortes, é atraída em direção aos polos do buraco negro e ejetada para o espaço a uma velocidade tremenda ao longo de seu eixo de rotação como feixes estreitos de plasma relativístico. Observações mostraram que alguns jatos têm larguras visíveis de até várias centenas de quiloparsecs, o que antes era considerado raro.

O Radiotelescópio Gigante de Ondas Métricas (GMRT), localizado na Índia, é único por operar em frequências relativamente baixas, permitindo detectar a emissão de rádio do plasma em processo de envelhecimento. Isso proporciona uma imagem completa dos jatos, enquanto que, anteriormente, suas imagens apresentavam lacunas no meio. O novo estudo forneceu uma imagem nítida do formato dos lóbulos dos jatos em toda a sua distribuição.

Curiosamente, quanto mais distantes esses quasares estão de nós, mais complexo e assimétrico se torna o formato de seus lóbulos. Claramente, naquela época, a distribuição da matéria no espaço era diferente.Era mais caótico, e os jatos podiam se propagar livremente em uma direção e “desacelerar” em outra, dissipando-se em nuvens de gás e poeira. Isso fornece aos cientistas uma imagem da distribuição da matéria no Universo primordial e pode explicar as explosões e o desaparecimento dos centros de formação estelar. Um “canhão de plasma” cósmico com um feixe duas vezes mais longo que a distância entre nós e a Galáxia de Andrômeda poderia tanto remover toda a matéria das galáxias em seu caminho quanto impulsioná-la para elas. Novos dados confirmam que tais processos desempenharam um papel fundamental na evolução da estrutura em larga escala do Universo no primeiro bilhão de anos após o Big Bang.