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Novas pesquisas sugerem a presença de galáxias não convencionais contendo 2 buracos negros
A equipe realizou o primeiro passo difícil de identificar um grande número de galáxias que emitem periodicamente ao longo dos anos e está tentando abordar a questão do que está produzindo esse comportamento periódico nesses AGN.
Por Universidade Clemson - 20/06/2020

Uma equipe internacional de astrônomos identificou emissões periódicas de raios gama de 11 galáxias ativas, abrindo caminho para estudos futuros de galáxias não convencionais que podem abrigar dois buracos negros supermassivos em seus centros.

Entre os astrônomos, está bem estabelecido que a maioria das galáxias hospeda um buraco negro no centro. Mas galáxias que hospedam um par de buracos negros permanecem teóricas.

Os resultados da pesquisa da equipe apareceram no The Astrophysical Journal ( "Pesquisa sistemática da periodicidade de raios gama em núcleos galácticos ativos detectados pelo Telescópio de Grande Área de Fermi" ).


Novas pesquisas indicam que algumas galáxias podem ter dois
buracos negros maciços em seus centros que podem emitir jatos
de energia ultra poderosos. (Imagem: Agência Espacial Europeia)

"Em geral, os buracos negros supermassivos são caracterizados por massas de mais de um milhão de massas do nosso sol", disse Pablo Peñil, principal autor do estudo e doutorado. estudante na Universidad Complutense de Madrid na Espanha. "Alguns desses buracos negros supermassivos, conhecidos como núcleos galácticos ativos (AGN), foram encontrados para acelerar partículas próximas à velocidade da luz em feixes colimados chamados jatos. A emissão desses jatos é detectada em todo o espectro eletromagnético, mas a maioria dos sua energia é liberada na forma de raios gama ".

"Nosso estudo representa o trabalho mais completo até o momento sobre a busca de periodicidade em raios gama, um estudo que será fundamental para obter informações sobre a origem desse comportamento peculiar",

Alberto Domínguez, 

Os raios gama, que são a forma mais extrema de luz, são detectados pelo telescópio de grande área a bordo do telescópio espacial Fermi de raios gama da NASA. Os AGN são caracterizados por variações bruscas e imprevisíveis no brilho.

"Identificar padrões regulares em sua emissão de raios gama é como olhar para o mar tempestuoso e procurar o pequeno conjunto regular de ondas causadas, digamos, pela passagem de um pequeno barco", disse Peñil. "Torna-se muito desafiador muito rapidamente".

A equipe realizou o primeiro passo difícil de identificar um grande número de galáxias que emitem periodicamente ao longo dos anos e está tentando abordar a questão do que está produzindo esse comportamento periódico nesses AGN. Várias das possíveis explicações são fascinantes.

"O próximo passo será a preparação de campanhas de observação com outros telescópios para acompanhar de perto essas galáxias e, esperançosamente, desvendar as razões por trás dessas observações convincentes", disse o co-autor Marco Ajello, professor associado do departamento de física da Faculdade de Ciências. e astronomia na Universidade Clemson. "Temos algumas possibilidades em mente - desde efeitos de farol produzidos pelos jatos até modulações no fluxo de matéria para o buraco negro - mas uma solução muito interessante seria que a periodicidade seja produzida por um par de buracos negros supermassivos girando um ao outro A compreensão da relação desses buracos negros com seu ambiente será essencial para uma imagem completa da formação das galáxias. "

Graças a uma década de observações do Fermi-LAT, a equipe conseguiu identificar a repetição dos sinais de raios gama ao longo de ciclos de alguns anos. Em média, essas emissões se repetem a cada dois anos.

"Nosso estudo representa o trabalho mais completo até o momento sobre a busca de periodicidade em raios gama, um estudo que será fundamental para obter informações sobre a origem desse comportamento peculiar", disse o co-autor Alberto Domínguez, Ph.D. de Peñil. supervisor em Madri e também ex-pesquisador de pós-doutorado no grupo de Ajello em Clemson. "Usamos nove anos de observações contínuas em todo o céu no LAT. Entre os mais de dois mil AGN analisados, apenas uma dúzia se destaca por essa intrigante emissão cíclica".

Aumentar a amostra limitada de emissores periódicos constitui um importante avanço para a compreensão dos processos físicos subjacentes nessas galáxias.

"Anteriormente, apenas dois blazares eram conhecidos por mostrar mudanças periódicas no brilho dos raios gama. Graças ao nosso estudo, podemos dizer com segurança que esse comportamento está presente em outras 11 fontes", disse a co-autora Sara Buson, professora da Universidade de Würzburg na Alemanha. "Além disso, nosso estudo encontrou 13 outras galáxias com dicas de emissão cíclica. Mas, para confirmar com confiança, precisamos esperar que o Fermi-LAT colete ainda mais dados".

 

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