Como resultado da obtenção de um alto alcance dina¢mico de imagem, uma equipe de astrônomos no Japa£o descobriu pela primeira vez uma fraca emissão de ra¡dio cobrindo uma gala¡xia gigante com um buraco negro energanãtico em seu centro. A emissão de ra¡dio éliberada do gás criado diretamente pelo buraco negro central. A equipe espera entender como um buraco negro interage com sua gala¡xia hospedeira aplicando a mesma técnica a outros quasares.

3C273, que fica a uma distância de 2,4 bilhaµes de anos-luz da Terra, éum quasar. Um quasar éo núcleo de uma gala¡xia que se acredita abrigar um enorme buraco negro em seu centro, que engole o material circundante, emitindo uma enorme radiação. Ao contra¡rio de seu nome sem graça, 3C273 éo primeiro quasar já descoberto, o mais brilhante e o melhor estudado. a‰ uma das fontes mais observadas com telesca³pios porque pode ser usada como padrãode posição no canãu: em outras palavras, 3C273 éum ra¡dio-farol.

Quando vocêvaª o farol de um carro, o brilho deslumbrante torna difa­cil ver os arredores mais escuros. A mesma coisa acontece com telesca³pios quando vocêobserva objetos brilhantes. A faixa dina¢mica éo contraste entre os tons mais brilhantes e mais escuros de uma imagem. Vocaª precisa de uma faixa dina¢mica alta para revelar as partes claras e escuras em um aºnico disparo de um telesca³pio. O ALMA pode atingir regularmente faixas dina¢micas de imagem de atécerca de 100, mas as ca¢meras digitais comercialmente disponí­veis normalmente teriam uma faixa dina¢mica de vários milhares. Os radiotelesca³pios não são muito bons em ver objetos com contraste significativo.

3C273 éconhecido hádécadas como o quasar mais famoso, mas o conhecimento se concentrou em seus núcleos centrais brilhantes, de onde vem a maioria das ondas de ra¡dio. No entanto, muito menos se sabe sobre sua própria gala¡xia hospedeira porque a combinação da gala¡xia fraca e difusa com o núcleo 3C273 exigia faixas dina¢micas tão altas para detectar. A equipe de pesquisa usou uma técnica chamada autocalibração para reduzir o vazamento de ondas de ra¡dio de 3C273 para a gala¡xia, que usou o pra³prio 3C273 para corrigir os efeitos das flutuações atmosfanãricas da Terra no sistema do telesca³pio. Eles atingiram uma faixa dina¢mica de imagem de 85.000, um registro ALMA para objetos extragala¡cticos.

Como resultado da obtenção de alta faixa dina¢mica de imagem , a equipe descobriu a fraca emissão de ra¡dio que se estende por dezenas de milhares de anos-luz sobre a gala¡xia hospedeira de 3C273. A emissão de ra¡dio em torno de quasares normalmente sugere emissão sa­ncrotron, que vem de eventos altamente energanãticos, como explosaµes de formação de estrelas ou jatos ultrarra¡pidos que emanam do núcleo central. Um jato sa­ncrotron também existe em 3C273, visto no canto inferior direito das imagens. Uma caracterí­stica essencial da emissão sa­ncrotron éque seu brilho muda com a frequência, mas a fraca emissão de ra¡dio descoberta pela equipe tinha brilho constante, independentemente da frequência de ra¡dio. Depois de considerar mecanismos alternativos, a equipe descobriu que essa emissão de ra¡dio fraca e estendida vinha degás hidrogaªnio na gala¡xia energizado diretamente pelo núcleo 3C273. Esta éa primeira vez que as ondas de ra¡dio de tal mecanismo se estendem por dezenas de milhares de anos-luz na gala¡xia hospedeira de um quasar. Os astrônomos ignoraram esse fena´meno por décadas neste farol ca³smico ica´nico.

Então, por que essa descoberta étão importante? Tem sido um grande mistério na astronomia gala¡ctica se a energia de um núcleo quasar pode ser forte o suficiente para privar a capacidade da gala¡xia de formar estrelas. A fraca emissão de ra¡dio pode ajudar a resolvaª-lo. O gás hidrogaªnio éum ingrediente essencial na criação de estrelas, mas se uma luz tão intensa brilha sobre ele que o gás édesmontado (ionizado), nenhuma estrela pode nascer. Para estudar se esse processo estãoacontecendo em torno dos quasares, os astrônomos usaram luz a³ptica emitida por gás ionizado. O problema de trabalhar com luz a³ptica éque a poeira ca³smica absorve a luz ao longo do caminho atéo telesca³pio, por isso édifa­cil saber quanta luz o gás emite.

Além disso, o mecanismo responsável por emitir luz a³ptica écomplexo, forçando os astrônomos a fazer muitas suposições. As ondas de ra¡dio descobertas neste estudo são provenientes do mesmo gás devido a processos simples e não são absorvidas pela poeira. O uso de ondas de ra¡dio facilita muito a medição do gás ionizado criado pelo núcleo de 3C273. Neste estudo, os astrônomos descobriram que pelo menos 7% da luz de 3C273 foi absorvida pelo gás na gala¡xia hospedeira , criando gás ionizado no valor de 10 a 100 bilhaµes de vezes a massa do sol. No entanto, 3C273 tinha muito gás pouco antes da formação de estrelas, então, como um todo, não parecia que a formação de estrelas foi fortemente suprimida pelo núcleo.

"Esta descoberta fornece um novo caminho para estudar problemas anteriormente abordados usando observações por luz a³ptica", diz Shinya Komugi, professor associado da Universidade Kogakuin e principal autor do estudo publicado no The Astrophysical Journal . "Ao aplicar a mesma técnica a outros quasares, esperamos entender como uma gala¡xia evolui atravanãs de sua interação com o núcleo central."