Uma rede global de radiotelescópios. Sistemas compreendendo múltiplos telescópios deste tipo se provaram vitais para complementar Gaia, o observatório orbital da Agência Espacial Europeia. Crédito:HartRAO
Astrofísicos do Instituto de Física e Tecnologia de Moscou, o Instituto de Física Lebedev da Academia Russa de Ciências (LPI RAS), e a NASA encontraram um erro nas coordenadas dos núcleos galácticos ativos medidos pelo telescópio espacial Gaia, e ajudou a corrigi-lo. As evidências, publicado em The Astrophysical Journal , também servem como uma confirmação independente do modelo astrofísico desses objetos.
"Um dos principais resultados do nosso trabalho é uma maneira nova e bastante inesperada de estudar indiretamente a emissão óptica das regiões centrais dos núcleos galácticos ativos. Há muitas coisas que as observações ópticas diretas não podem nos mostrar. Mas os radiotelescópios se mostraram úteis para complementar a imagem, "comentou Alexander Plavin, pesquisador do laboratório de astrofísica relativística do MIPT e aluno de doutorado do LPI RAS.
Embora a precisão das coordenadas obtidas por telescópios ópticos baseados na Terra seja bastante limitada, observatórios orbitais como Gaia oferecem uma maneira de contornar isso. Lançado em 2013, ele recebe sinais de fontes cósmicas relativamente remotas e recupera suas coordenadas com uma precisão superior.
Antes de Gaia, as coordenadas mais precisas foram medidas por arranjos de radiotelescópio (figura 1). Estes são sistemas de telescópios que podem captar um sinal de baixa frequência, isto é, ondas de rádio - com uma resolução decente. Dessa forma, imagens bastante detalhadas podem ser produzidas, mas as posições dos objetos no espaço são determinadas com um pouco menos precisão do que a de Gaia.
Virgo A, uma galáxia elíptica gigante na constelação de Virgem, visto por um telescópio óptico. Crédito:NASA
A equipe MIPT-LPI descobriu que, apesar de toda a sua precisão, Gaia não é infalível. Uma comparação entre os dados de Gaia e radiotelescópios (por exemplo, figuras 2 e 3) revelaram um erro sistemático nas medições do observatório orbital de uma classe inteira de objetos celestes, chamados núcleos galácticos ativos. Como resultado, os mapas espaciais mais precisos são aqueles que dependem de observações orbitais apoiadas por telescópios baseados na Terra que fornecem dados de rádio para permitir a correção de coordenadas.
Um núcleo galáctico ativo é uma região compacta e muito brilhante no centro de uma galáxia. Os espectros de emissão de AGNs diferem daqueles das estrelas, o que levanta a questão sobre a natureza do objeto no centro. O consenso atual é que os AGNs abrigam buracos negros que absorvem a matéria de suas galáxias hospedeiras. Além do disco galáctico, seu núcleo brilhante, e a nuvem de poeira ao seu redor, tais sistemas podem incluir fluxos poderosos de matéria conhecida como jatos. Dependendo da natureza do jato, um AGN pode ser classificado como um quasar, um blazar, ou então.
Yuri Kovalev, que chefia os laboratórios de astrofísica do MIPT e LPI RAS, disse, "Colocamos a hipótese de que o jato pode ser responsável pelo erro sistemático nas coordenadas dos núcleos galácticos ativos medidos por Gaia. Isso de fato provou ser o caso. Descobriu-se que se um objeto tem um jato suficientemente longo, Gaia percebe que a fonte está muito mais longe ao longo da direção do jato do que os radiotelescópios. "
O efeito não pode ser descartado como aleatório, porque o deslocamento estava na direção do jato, e um erro estatisticamente significativo foi observado apenas para os AGNs com as caudas mais longas. Nomeadamente, aqueles cujos jatos eram ordens de magnitude maiores do que o tamanho das próprias galáxias. A magnitude do deslocamento foi comparável ao comprimento dos jatos.
Virgem Uma galáxia e o jato emanando de seu núcleo galáctico ativo, visto por um interferômetro de rádio. Crédito:Yuri Kovalev
Desde o ano passado, Gaia também tem fornecido informações sobre as "cores" visíveis das galáxias. Isso permitiu aos pesquisadores determinar as coordenadas individuais e as contribuições para o espectro de emissão das várias partes da galáxia:a fonte, disco, jato e estrelas. As mudanças de coordenadas provaram ser principalmente devido aos jatos serem longos e os discos de acreção serem pequenos. Dito isto, medir a emissão estelar quase não tem efeito sobre a precisão com que a posição de uma galáxia é determinada.
Essas descobertas levaram os autores a concluir que os efeitos astrofísicos relacionados a longos jatos são capazes de confundir o observatório orbital de Gaia. Isso significa que ele não pode ser considerado uma fonte independente e totalmente confiável de dados sobre as coordenadas do quasar. Para obter melhores dados, o telescópio espacial precisa ser apoiado por observações de rádio baseadas no solo (figura 3).
"No futuro, combinando os resultados da observação, podemos ver a estrutura do sistema disco-jato central em um quasar em detalhes minuciosos - com resolução subparsec [onde um parsec é uma unidade astronômica de distância igual a cerca de 3 ¼ anos-luz]. As observações diretas do telescópio óptico não geram tais imagens, mas podemos pegá-los! ”Plavin acrescentou.
Os resultados são evidências independentes em apoio ao modelo AGN unificado. Ele explica o comportamento dos vários tipos de AGNs em termos de sua orientação no espaço em relação ao observador, em vez de em termos de seu funcionamento interno.
Ser capaz de medir com precisão as posições de objetos celestes fora de nossa galáxia é importante do ponto de vista prático:são suas posições que servem como a melhor referência para os sistemas de coordenadas mais pontuais, incluindo aqueles subjacentes GPS e seu homólogo russo GLONASS.
