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terça-feira, 25 de agosto de 2020

As missões da NASA exploram uma galáxia ativa de 'lutador TIE'

 Caros Leitores;










Esta ilustração mostra duas vistas da galáxia ativa TXS 0128 + 554, localizada a cerca de 500 milhões de anos-luz de distância. Esquerda: Os jatos centrais da galáxia têm a mesma aparência que se os víssemos no mesmo ângulo. O buraco negro, embutido em um disco de poeira e gás, lança um par de jatos de partículas viajando quase à velocidade da luz. Os cientistas acreditam que os raios gama (magenta) detectados pelo Telescópio Espacial Fermi de raios gama da NASA se originam da base desses jatos. Conforme os jatos colidem com o material ao redor da galáxia, eles formam lóbulos idênticos vistos em comprimentos de onda de rádio (laranja). Os jatos experimentaram dois surtos distintos de atividade, que criaram a lacuna entre os lóbulos e o buraco negro. À direita: a galáxia aparece em sua orientação real, com seus jatos desviados de nossa linha de visão em cerca de 50 graus. Crédito: NASA '


Não muito tempo atrás, os astrônomos mapearam uma galáxia muito, muito distante usando ondas de rádio e descobriram que ela tem uma forma surpreendentemente familiar. No processo, eles descobriram que o objeto, chamado TXS 0128 + 554, experimentou dois poderosos surtos de atividade no último século.

Cerca de cinco anos atrás, o Telescópio Espacial Fermi Gamma-ray da NASA relatou que TXS 0128 + 554 (TXS 0128 para abreviar) é uma fonte tênue de raios gama, a forma de luz de mais alta energia. Desde então, os cientistas analisaram mais de perto o Very Long Baseline Array (VLBA) e o Chandra X-ray Observatory da NASA.

"Após o anúncio do Fermi, ampliamos um milhão de vezes mais perto da galáxia usando as antenas de rádio do VLBA e mapeamos sua forma ao longo do tempo", disse Matthew Lister, professor de física e astronomia da Universidade Purdue em West Lafayette, Indiana. “A primeira vez que vi os resultados, pensei imediatamente que se parecia com a nave espacial de caça TIE de Darth Vader de 'Star Wars: A New Hope'. Foi uma surpresa divertida, mas seu aparecimento em diferentes frequências de rádio também nos ajudou a aprender mais sobre como  ativas podem mudar dramaticamente em escalas de tempo de uma década".

Um artigo descrevendo as descobertas, liderado por Lister, foi publicado na edição de 25 de agosto do Astrophysical Journal e agora está disponível online.

O TXS 0128 fica a 500 milhões de anos-luz de distância, na constelação de Cassiopeia, ancorado por um buraco negro supermassivo com cerca de 1 bilhão de vezes a massa do Sol. É classificada como uma galáxia ativa, o que significa que todas as suas estrelas juntas não podem explicar a quantidade de luz que emite.

A energia extra de uma galáxia ativa inclui o excesso de luz de rádio, raios X e raios gama. Os cientistas acham que essa emissão surge de regiões próximas ao buraco negro central, onde um disco giratório de gás e poeira se acumula e se aquece devido às forças gravitacionais e de fricção.












Esta imagem mostra TXS 0128 a 15,4 gigahertz conforme observado pelo Very Long Baseline Array (VLBA), uma rede global de antenas de rádio. As cores correspondem à intensidade do sinal de rádio, de baixa (roxo) a alta (amarelo). Crédito: NRAO

Cerca de um décimo das galáxias ativas produzem um par de jatos, feixes de partículas de alta energia viajando quase à velocidade da luz em direções opostas. Os astrofísicos acham que esses jatos produzem raios gama. Em alguns casos, as colisões com gás intergaláctico tênue eventualmente diminuem e interrompem o movimento de saída das partículas do jato, e o material começa a fluir de volta para o centro da galáxia. Isso resulta em regiões amplas, ou lóbulos, preenchidos com partículas que se movem rapidamente em espiral em torno de campos magnéticos. As interações das partículas criam emissão de rádio brilhante.

Fermi identificou mais de 3.000 galáxias ativas usando seu Telescópio de Grande Área, que examina todo o céu a cada três horas. Quase todos eles estão alinhados de forma que um jato aponta quase diretamente para a Terra, o que aumenta seus sinais. O TXS 0128, entretanto, é cerca de 100.000 vezes menos poderoso do que a maioria deles. Na verdade, embora esteja relativamente próximo, Fermi precisou acumular cinco anos de dados da galáxia antes de relatá-la como uma fonte de raios gama em 2015.

Os pesquisadores então adicionaram a galáxia a uma pesquisa de longa duração conduzida pelo VLBA, uma rede de antenas de rádio operada pelo Observatório Nacional de Rádio Astronomia que se estende do Havaí às Ilhas Virgens dos Estados Unidos.

As medições da matriz fornecem um mapa detalhado do TXS 0128 em diferentes frequências de rádio. A estrutura de rádio que eles revelaram se estende por 35 anos-luz e se inclina cerca de 50 graus fora de nossa linha de visão. Este ângulo significa que os jatos não estão apontados diretamente para nós e pode explicar por que a galáxia é tão fraca em raios gama.

"O Universo do mundo real é tridimensional, mas quando olhamos para o espaço, geralmente vemos apenas duas dimensões", disse Daniel Homan, co-autor e professor de astronomia da Denison University em Granville, Ohio. "Neste caso, temos sorte porque a galáxia está inclinada de tal forma, de nossa perspectiva, que a luz do lobo mais distante viaja dezenas de anos-luz a mais para chegar até nós do que a luz do mais próximo. Isso significa que nós estamos vendo o lóbulo mais distante em um ponto anterior de sua evolução".

Se a galáxia estivesse alinhada de forma que os jatos e lóbulos fossem perpendiculares à nossa linha de visão, toda a luz atingiria a Terra ao mesmo tempo. Veríamos os dois lados no mesmo estágio de desenvolvimento, o que na realidade estão.










Esta animação mostra a mudança de aparência da galáxia ativa TXS 0128 em seis comprimentos de onda de rádio medidos pelo Very Long Baseline Array: 2,3, 5, 6,6, 8,4, 15,4 e 22,2 gigahertz (GHz). Veja GIF animado: https: // www. nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/radio_sequence_800px.gif Crédito: Goddard Space Flight Center da NRAO

A forma aparente da galáxia depende da frequência de rádio usada. Com 2,3 gigahertz (GHz), cerca de 21 vezes maior do que a frequência máxima de transmissão de rádio FM, parece uma bolha amorfa. A forma de caça TIE surge em 6,6 GHz. Então, a 15,4 GHz, uma lacuna clara na emissão de rádio aparece entre o centro da galáxia e seus lóbulos.

A equipe de Lister suspeita que uma pausa na atividade do TXS 0128 criou essa lacuna. Os jatos da galáxia parecem ter começado há cerca de 90 anos, conforme observado da Terra, e então parados cerca de 50 anos depois, deixando para trás os lobos desconectados. Então, há cerca de uma década, os jatos voltaram a funcionar, produzindo a emissão vista mais perto do núcleo. O que causou o início repentino desses períodos ativos permanece obscuro.

A emissão de rádio também lança luz sobre a localização do sinal de raios gama da galáxia. Muitos teóricos previram que galáxias ativas  jovens produzem raios gama quando seus jatos colidem com o gás intergaláctico. Mas no caso do TXS 0128, pelo menos, as partículas nos lobos não produzem energia combinada suficiente para gerar os raios gama detectados. Em vez disso, a equipe de Lister acredita que os jatos da galáxia produzem raios gama mais próximos do núcleo, como a maioria das galáxias ativas que Fermi vê.

A equipe observou a galáxia em raios-X usando Chandra, em busca de evidências de um casulo envolvente de gás ionizado. Embora suas medições não pudessem confirmar a presença ou ausência de um casulo, há evidências de tais estruturas em outras  , como Cygnus A. As observações indicam que a galáxia tem uma grande quantidade de poeira e gás em torno de seu núcleo, que é consistente com um ângulo de visão altamente inclinado.

"Esta galáxia nos lembra da importância das observações de múltiplos comprimentos de onda, observando objetos em uma ampla faixa do espectro eletromagnético", disse Elizabeth Hays, cientista do projeto Fermi no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. "Fermi, o VLBA e o Chandra adicionam uma camada à nossa imagem crescente deste objeto, revelando suas próprias surpresas".

O Telescópio Espacial Fermi Gamma-ray é uma parceria em astrofísica e física de partículas administrada pelo Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. O Fermi foi desenvolvido em colaboração com o Departamento de Energia dos Estados Unidos, com importantes contribuições de instituições acadêmicas e parceiros da França, Alemanha, Itália, Japão, Suécia e Estados Unidos.

O Marshall Space Flight Center da NASA gerencia o programa Chandra. O Chandra X-ray Center do Smithsonian Astrophysical Observatory controla a ciência e as operações de voo de Cambridge e Burlington, Massachusetts.

Explore mais


Mais informações: ML Lister et al. TXS 0128 + 554: Um Núcleo Galáctico Ativo Emissor de Raios Gama Jovem com Atividade Episódica de Jato. Publicado em 25 de agosto de 2020 • 2020. The Astrophysical Journal , Volume 899, Número 2
Informações do jornal: Astrophysical Journal


Fonte: Phys News / por Jeanette Kazmierczak,  /25-08-2020 


    
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HélioR.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.

Membro da Society for Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency).

Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.

Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.


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