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    Emissão de raios gama de energia muito alta de uma galáxia de rádio
    p Uma imagem do Hubble da rádio galáxia 3C264 e seu jato (a luz da própria galáxia e seu disco interno foram subtraídos para facilitar a visualização do jato). A cruz vermelha marca a localização do buraco negro supermassivo AGN (a cruz verde marca a localização de um jato). A imagem tem cerca de mil anos-luz de diâmetro. Os astrônomos detectaram variáveis, emissão de raios gama de energia muito alta do núcleo do buraco negro supermassicve desta galáxia. Crédito:NASA / Archer et al., 2020

    p Galáxias elípticas gigantes, as mais antigas estruturas galácticas conhecidas no universo, não têm braços espirais e pouca ou nenhuma atividade de formação estelar atual, mas seus buracos negros supermassivos centrais são freqüentemente núcleos galácticos ativos (AGN). Embora quase todas as galáxias hospedem um buraco negro supermassivo em seus núcleos, a maioria dos núcleos não são AGN. Os astrônomos acham que elípticas gigantes se formaram no início do universo, menos de um bilhão de anos após o big bang, após uma fase de rápida formação estelar, e então evoluiu para se tornar ainda maior por meio de fusões de galáxias e acréscimo de gás do meio intergaláctico. O mesmo acréscimo ajuda a alimentar o AGN que conduz a ejeção de poderosos jatos de partículas carregadas que se movem rapidamente. As partículas emitem fortemente em frequências de rádio, tornando esses objetos alvos brilhantes para radiotelescópios, e muitas dessas galáxias foram descobertas pela primeira vez em pesquisas de rádio. p VERITAS, o Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System, é um observatório CfA que consiste em quatro telescópios de 12 m localizados no Observatório Fred L. Whipple em Mt. Hopkins, Arizona. VERITAS é projetado para estudar fótons de raios gama, cada um deles com aproximadamente cem milhões de vezes a energia do fóton de raios-X de maior energia visto pelo Observatório de raios-X Chandra. Os astrônomos do CfA Wystan Benbow, Michael Daniel, Pascal Fortin, Gareth Hughes, e Emmet Roache, junto com uma grande equipe de colegas, usou VERITAS para pesquisar fótons de raios gama do AGN em radiofrequência, galáxias elípticas antigas. Eles e outros astrônomos perceberam que os mesmos jatos de partículas carregadas produzidos por AGN que irradiam em comprimentos de onda de rádio podem, porque eles estão se movendo a velocidades próximas à da luz, produzem emissão de raios gama quando suas partículas interagem com fótons de baixa energia. Esta emissão é particularmente brilhante se esses jatos estiverem sendo observados quase de frente.

    p Os astrônomos usaram VERITAS para estudar o AGN na galáxia elíptica 3C264 durante 2017-2019. Eles descobriram a emissão de raios gama de energia muito alta no início de 2018 e perceberam que essa emissão deve ser variável. A emissão fez este AGN, localizado a cerca de trezentos milhões de anos-luz da Terra, o mais distante raio gama de muito alta energia que emite AGN de ​​apenas quatro conhecidos com jatos que não são observados de frente. Eles seguiram esta descoberta com uma grande campanha de observações por uma variedade de telescópios de vários comprimentos de onda:Swift, Fermi-LAT, Observatório de raios-X Chandra, e Hubble no espaço, e observações ópticas e de rádio no solo usando o telescópio Kitt Peak controlado por robôs, o Very Long Baseline Array, e o Very Large Array. Os dados complexos de múltiplos comprimentos de onda e o programa de análise da equipe permitiram determinar que 3C264 é provavelmente semelhante à famosa (e muito mais próxima) galáxia M87 e seu jato; M87 contém o buraco negro supermassivo que foi fotografado no ano passado. Apenas cerca de duzentas fontes de raios gama de alta energia foram descobertas até agora, incluindo AGN e não-AGN. Os novos resultados em 3C264, como um dos apenas quatro AGN não voltados para a face em galáxias elípticas, expandir nosso conhecimento sobre os jatos AGN e sua física subjacente. A equipe continua monitorando a fonte:quatro nós brilhantes são vistos no rádio-jato e dois devem colidir nos próximos anos, com alguns fogos de artifício esperados quando isso acontecer.


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