Biología

Quasar: definição e visão geral

Um mistério astrofísico

A astrofísica às vezes revela coisas que são tão estranhas, tão fora de nossa experiência humana conhecida, que intrigam os cientistas por anos. Os quasares (ou fontes de rádio quase estelares) foram notados pela primeira vez no início da década de 1960 por Allan Sandage e outros astrônomos, quando a radioastronomia começou a ser usada mais amplamente. Eles eram extremamente intrigantes porque eram objetos aparentemente minúsculos que produziam ondas de rádio de intensidade incrível. Eles também eram mais brilhantes do que qualquer coisa que já havíamos observado!


Allan Sandage e outros quasares observados pela primeira vez
Allan Sandage e outros quasares observados pela primeira vez

Os quasares também pareciam estar se afastando de nós a um terço da velocidade da luz, tornando-os os objetos mais rápidos que já havíamos observado. Assim que foram notados e as pessoas souberam o que procurar, o número de quasares detectados disparou, assim como os argumentos e teorias sobre o que eles eram.


Um quasar visto do telescópio espacial Hubble
Um quasar visto do telescópio Hubble

Os quasares mais intensos que já observamos foram rotulados de blazares e estavam além de qualquer coisa que poderíamos imaginar ser capazes de explicar.

Possíveis respostas

Os astrônomos ficaram perplexos e realmente não tinham ideia do que poderia estar fazendo com que uma quantidade tão grande de energia fosse produzida em um espaço tão pequeno. Mas, com o tempo, eles surgiram com várias teorias sobre sua origem.

Talvez os quasares não estivessem realmente produzindo tanta energia e estivéssemos simplesmente errados sobre o tamanho do universo e a maneira como ele estava se expandindo. Ou talvez estivéssemos vendo o fim de um buraco de minhoca ou algum tipo de fonte de anti-matéria estável. Foi até sugerido por alguns que este era o trabalho de uma raça alienígena altamente avançada, que estava usando uma galáxia inteira como fonte de energia.

Mas então começamos a reunir evidências para uma hipótese promissora. Talvez este não fosse um objeto tão raro afinal – talvez o que fosse raro nele fosse simplesmente o ângulo em que o estávamos vendo.

Três fenômenos se tornam um

Os buracos negros são como monstros espaciais gigantes, mastigando tudo com que entram em contato. Elas foram teorizadas pela primeira vez por Karl Schwarzschild em 1916, e essas teorias se desenvolveram ainda mais no final dos anos 50 e 60. Percebeu-se nessa época que os buracos negros eram uma consequência natural da relatividade geral de Einstein, e logo ficou claro que a maioria das galáxias tinha buracos negros em seus centros.

Uma vez que entendemos os buracos negros, e especialmente os discos de acreção que os rodeiam, uma teoria sobre a origem dos quasares surgiu … Talvez quasares, blasares e galáxias de rádio fossem realmente a mesma coisa vista de ângulos diferentes: núcleos galácticos ativos .

Os núcleos galácticos ativos (AGNs) são buracos negros ativos no centro das galáxias. Agora sabemos que quando as galáxias estão ocupadas mastigando matéria que cai nelas, essa matéria se aquece a milhões de graus, produzindo discos de acreção brilhantes e expelindo uma enorme quantidade de energia. Esta energia forma dois jatos gêmeos, explodindo em direções opostas.


Galaxy com um AGN no centro
Galaxy com um AGN no centro

Se esses jatos estão apontando para nós em ângulos de 90 graus, observamos uma galáxia de rádio , ou uma galáxia que produz ondas de rádio. Se os jatos estiverem em ângulo, observamos um quasar porque parte do jato encontra seu caminho para a Terra.


Um jato vindo do buraco negro no centro da galáxia M87
Um jato vindo do buraco negro no centro da galáxia M87

E se estivermos olhando direto para o cano do jato, então vemos um blazar – um objeto que brilha com uma quantidade incrível de energia. As três observações revelaram ser a mesma coisa de ângulos diferentes.


Imagem do Blazar Markarian 421 e uma galáxia próxima
Imagem do Blazar Markarian 421 e uma galáxia próxima

Talvez um dia no passado, a Via Láctea também contivesse um quasar em seu centro. Mas, por enquanto, o buraco negro no centro de nossa galáxia acabou de se alimentar.

Resumo da lição

Os quasares foram um mistério por muito tempo, mas agora sabemos o que são. Quando o buraco negro no centro de uma galáxia está absorvendo material, esse material fica aquecido a milhões de graus e jatos de energia intensa são produzidos. Se esses jatos estiverem a 90 graus de nós, vemos uma rádio galáxia. Se esses jatos estão apontando diretamente para nós, vemos um blazar. Mas se esses jatos estiverem no meio, observamos um quasar.

Impressão artística de uma galáxia com um AGN