Imagem VLBA do quasar 3C 273, com seu longo jato decolando. Crédito da imagem: NRAO. Clique para ampliar.
Quando um casal de pesquisadores apontou o telescópio de rádio Very Long Baseline Array (VLBA) da National Science Foundation em direção a um quasar famoso, eles procuraram evidências para apoiar uma teoria popular de por que os jatos super rápidos de partículas que fluem de quasares estão confinados a fluxos estreitos. Em vez disso, eles tiveram uma surpresa que "pode enviar os teóricos de volta às pranchetas", de acordo com um dos astrônomos.
"Encontramos a evidência que procurávamos, mas também encontramos uma evidência adicional que parece contradizê-la", disse Robert Zavala, astrônomo da estação de Flagstaff, Arizona, no Observatório Naval dos EUA. Zavala e Greg Taylor, do Observatório Nacional de Radioastronomia e do Instituto Kavli de Astrofísica e Cosmologia de Partículas, apresentaram suas descobertas ao encontro da Sociedade Astronômica Americana em Minneapolis, Minnesota.
Acredita-se que os quasares geralmente sejam buracos negros supermassivos nos núcleos das galáxias, o buraco negro cercado por um disco giratório de material sendo atraído inexoravelmente para a boca gravitacional do buraco negro. Através de processos ainda não bem compreendidos, jatos poderosos de partículas são impulsionados para fora a velocidades próximas à da luz. Um modelo teórico popular diz que as linhas de campo magnético no disco giratório são torcidas firmemente e confinam as partículas que se movem rapidamente em "jatos" estreitos que fluem dos pólos do disco.
Em 1993, a Universidade Stanford e o astrofísico Roger Blandford, do Instituto Kavli, sugeriram que esse campo magnético torcido produziria um padrão distinto no alinhamento, ou polarização, das ondas de rádio provenientes dos jatos. Zavala e Taylor usaram o VLBA, capaz de produzir as imagens mais detalhadas de qualquer telescópio em astronomia, para buscar evidências do padrão previsto de Blandford em um quasar conhecido chamado 3C 273.
“Vimos exatamente o que Blandford previu, apoiando a ideia de um campo magnético torcido. No entanto, também vimos outro padrão que não é explicado por esse campo ”, afirmou Zavala.
Em termos técnicos, o campo magnético torcido deve causar uma mudança constante, ou gradiente, na quantidade pela qual o alinhamento (polarização) das ondas de rádio é girado quando se olha através da largura do jato. Esse gradiente apareceu nas observações do VLBA. No entanto, com um campo magnético torcido, a porcentagem de ondas que são alinhadas ou polarizadas de maneira semelhante deve estar no máximo no centro do jato e diminuir constantemente em direção às bordas. Em vez disso, as observações mostraram a porcentagem de polarização aumentando em direção às bordas.
Isso significa, dizem os astrônomos, ou há algo errado com o modelo de campo magnético torcido ou seus efeitos são destruídos pelas interações entre o jato e o meio interestelar pelo qual ele está perfurando. "De qualquer forma, os teóricos precisam trabalhar para descobrir como isso pode acontecer", disse Zavala.
Quando notificado dos novos resultados, Blandford disse: "essas observações são boas o suficiente para garantir um maior desenvolvimento da teoria".
3C 273 é um dos quasares mais famosos da astronomia e foi o primeiro a ser reconhecido como um objeto muito distante em 1963. O astrônomo da Caltech, Maarten Schmidt, estava trabalhando em um breve artigo científico sobre 3C273 na tarde de 5 de fevereiro daquele ano, quando ele de repente reconheceu um padrão no espectro de luz visível do objeto que permitia um cálculo imediato de sua distância. Mais tarde, ele escreveu que "fiquei impressionado com esse acontecimento ..." Poucos minutos depois, ele disse, conheceu seu colega Jesse Greenstein, que estava estudando outro quasar, em um corredor. Em questão de alguns minutos, eles descobriram que o segundo também estava bastante distante. 3C 273 fica a cerca de dois bilhões de anos-luz da Terra na constelação de Virgem e é visível em telescópios amadores de tamanho moderado.
O VLBA é um sistema de dez antenas de radiotelescópio, cada uma com uma antena de 25 metros de diâmetro e pesando 240 toneladas. De Mauna Kea, na Grande Ilha do Havaí, a St. Croix, nas Ilhas Virgens Americanas, o VLBA abrange mais de 5.000 milhas, proporcionando aos astrônomos a visão mais nítida de qualquer telescópio na Terra ou no espaço. Dedicado em 1993, o VLBA tem a capacidade de ver pequenos detalhes equivalentes a poder ficar em Nova York e ler um jornal em Los Angeles.
"A 'visão' extremamente nítida do rádio do VLBA era absolutamente necessária para fazer este trabalho", explicou Zavala. "Usamos as mais altas frequências de rádio nas quais conseguimos detectar o jato do 3C273 para maximizar os detalhes que pudemos obter, e esse esforço valeu a pena com grande ciência", acrescentou.
O Observatório Nacional de Radioastronomia é uma instalação da National Science Foundation, operada sob acordo de cooperação pela Associated Universities, Inc.
Fonte original: Comunicado de imprensa da NRAO
