Y.Y. Kovalev et al.
O “Olho de Sauron” — uma imagem impressionante do jato de plasma no blazar PKS 1424+240, visto de frente.
Uma visão da garganta de uma galáxia ativa revela um campo magnético em forma de anel que pode explicar a radiação gama extrema e os neutrinos.
Uma equipa de astrónomos capturou uma imagem da origem de um jato cósmico. A imagem e a sua coloração artificial fazem lembrar o Olho de Sauron, da obra O Senhor dos Anéis, de J.R.R. Tolkien.
Localizado a milhares de milhões de anos-luz de distância, o blazar PKS 1424+240 há muito confundia os astrónomos.
Destacava-se como o blazar emissor de neutrinos mais brilhante conhecido no céu — conforme identificado pelo Observatório de Neutrinos IceCube — e também brilhava em raios gama de energia muito elevada observados por telescópios Cherenkov terrestres.
No entanto, estranhamente, o seu jato de rádio parecia mover-se lentamente, contradizendo as expectativas de que apenas os jatos mais rápidos podem alimentar emissões de alta energia tão intensas, explica uma nota de imprensa do Instituto Max Planck de Radio Astronomia (MPIfR).
Agora, graças a 15 anos de observações de rádio ultra-precisas do Very Long Baseline Array (VLBA), os investigadores conseguiram criar uma imagem profunda deste jato com resolução sem precedentes.
Estas observações foram detalhadas num artigo publicado esta semana na Astronomy & Astrophysics.
“Quando reconstruímos a imagem, pareceu absolutamente deslumbrante“, diz Yuri Kovalev, investigador do Max Planck e autor principal do estudo. “Nunca vimos nada parecido — um campo magnético toroidal quase perfeito com um jato, apontando diretamente para nós.”
B. Saxton, Y.Y. Kovalev et al. / NSF /AUI / NRAO
Uma visão do interior do cone de jato de plasma do blazar PKS 1424+240 com um radiotelescópio do Very Long Baseline Array (VLBA)
Como o jato está alinhado quase exatamente na direção da Terra, a sua emissão de alta energia é dramaticamente amplificada pelos efeitos da relatividade especial.
“Este alinhamento causa um aumento no brilho por um fator de 30 ou mais”, explica Jack Livingston, também investigador do MPIfR e coautor do estudo. “Ao mesmo tempo, o jato parece mover-se lentamente devido a efeitos de projeção — uma ilusão ótica clássica.”
Esta geometria frontal permitiu aos cientistas observar diretamente o coração do jato do blazar — uma oportunidade extremamente rara.
Os sinais de rádio polarizados ajudaram a equipa a mapear a estrutura do campo magnético do jato, revelando a sua provável forma helicoidal ou toroidal. Esta estrutura desempenha um papel fundamental no lançamento e colimação do fluxo de plasma, e pode ser essencial para acelerar partículas a energias extremas.
“Resolver este enigma confirma que os núcleos galácticos ativos com buracos negros supermassivos não são apenas aceleradores poderosos de eletrões, mas também de protões — a origem dos neutrinos de alta energia observados”, conclui Kovalev.
