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Quasar distante J0439 + 1634 explorado em raios-X
Quasares, ou objetos quase-estelares (QSOs), são núcleos galácticos ativos (AGN) extremamente luminosos contendo buracos negros centrais supermassivos com discos de acreção.
Por Tomasz Nowakowski - 29/12/2021


A imagem XMM-Newton EPIC de J0439 + 1634, combinada a partir das imagens pn, MOS1 e MOS2, no raio-X de 0,2–0,5 keV (esquerda), 0,5–2 keV (meio) e 2–10 keV (direita) bandas. Crédito: Yang et al., 2021.

Usando a espaçonave XMM-Newton da ESA, uma equipe internacional de astrônomos conduziu observações de raios-X do quasar com lentes gravitacionais mais distante conhecido - J0439 + 1634. Os resultados do estudo, publicado em 20 de dezembro no servidor de pré-impressão arXiv, lançam mais luz sobre as propriedades desta fonte.

Quasares, ou objetos quase-estelares (QSOs), são núcleos galácticos ativos (AGN) extremamente luminosos contendo buracos negros centrais supermassivos com discos de acreção. Seus desvios para o vermelho são medidos a partir das fortes linhas espectrais que dominam seus espectros visível e ultravioleta .

Os astrônomos estão especialmente interessados ​​em estudar quasares de alto redshift (com redshift maior que 5,0), pois são os objetos compactos mais luminosos e mais distantes do universo observável. Os espectros de tais QSOs podem ser usados ​​para estimar a massa de buracos negros supermassivos que restringem os modelos de evolução e formação de quasares. Portanto, quasares de alto redshift poderiam servir como uma ferramenta poderosa para sondar o universo primitivo.

Com um desvio para o vermelho de 6,52, J0439 + 1634 é o primeiro quasar de alto redshift com lentes gravitacionais. Sua alta ampliação de lente o torna um excelente alvo para o estudo da emissão de raios-X de um QSO da era da reionização que é intrinsecamente menos luminoso.

J0439 + 1634 é também o chamado quasar de linha de absorção ampla (BAL). Em geral, os quasares BAL são considerados altamente absorvidos na banda de raios-X suave e são geralmente fracos em observações de quasares de baixo redshift. No entanto, até o momento, nenhum desses estudos de QSOs de BAL com desvio alto para o vermelho foi realizado, devido à sua fraca emissão de raios-X.

Assim, uma equipe de pesquisadores liderada por Jinyi Yang da Universidade do Arizona decidiu explorar J0439 + 1634 com o sistema European Photon Imaging Camera (EPIC) a bordo do XMM-Newton. Eles investigaram as propriedades de raios-X dessa fonte por meio de análise espectral e compararam os resultados com outras populações de quasares.

J0439 + 1634 foi identificado como uma fonte de raios-X com XMM-Newton na banda de 0,5–10 keV por todas as três câmeras EPIC, enquanto não foi detectado na banda de 0,2–0,5 keV. Os espectros EPIC mostram que o quasar tem um índice de fótons plano - em um nível de aproximadamente 1,45.

As observações descobriram que a inclinação espectral ótica para raios-X de J0439 + 1634 é de cerca de -2,07, sugerindo que este quasar é underluminous por um fator de 18 em raios-X, o que é consistente com o comportamento de BAL QSOs observados em níveis inferiores redshift. Os astrônomos notaram que seu estudo marca a primeira vez em que um quasar BAL fraco de raios-X em um desvio para o vermelho acima de 6,0 foi observado espectroscopicamente.

Além disso, o ajuste espectral usando um modelo de lei de potência absorvido sugere uma alta densidade de coluna intrínseca no caso de J0439 + 1634 - mais de 200 sextilhões de cm -2 . Esta descoberta, de acordo com os pesquisadores, sugere que J0439 + 1634 é o primeiro quasar altamente obscurecido com espectroscopia de raios-X na época de reionização. Eles presumem que essa fonte poderia ser um quasar intrinsecamente fraco de raios-X.

 

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