Astrofísicos da Universidade de Bath desenvolveram um novo método para localizar o paradeiro de objetos extragaláticos extremamente raros. Eles esperam que sua técnica para encontrar 'quasares de aparência mutante' leve os cientistas um passo mais perto de desvendar um dos maiores mistérios do universo - como os buracos negros supermassivos crescem. Acredita-se que os quasares sejam responsáveis ​​por regular o crescimento de buracos negros supermassivos e suas galáxias hospedeiras.

Um quasar é uma região de luminosidade espetacular no centro de uma galáxia, alimentado por um buraco negro supermassivo - o maior tipo de buraco negro, com uma massa que excede a do nosso sol em milhões ou bilhões. Existe um buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea.

Os quasares de aparência variável alternam rapidamente entre um estado de alta luminosidade e um de baixa luminosidade, e os cientistas ainda não descobriram por quê. Quando o brilho é reduzido, um quasar é muito fraco para ser visto contra o pano de fundo da galáxia hospedeira, tornando difícil para os cientistas espaciais encontrá-lo ou o buraco negro supermassivo ao qual está conectado.

O novo método de detecção permitirá que os pesquisadores encontrem quasares passando por mudanças extremas de luminosidade, e, portanto, para criar um censo mais abrangente de buracos negros supermassivos. A próxima etapa será estudar as causas dos interruptores de luminosidade, para dar aos cientistas uma melhor compreensão de como os buracos negros supermassivos crescem. Disto, pistas podem surgir sobre a cadeia de eventos que dão origem ao crescimento das galáxias, já que a produção de energia de buracos negros supermassivos pode afetar o destino das galáxias.

O astrofísico Dr. Carolin Villforth, quem estava envolvido na pesquisa, disse:"Esses quasares e buracos negros supermassivos são extremamente importantes para a evolução da galáxia - quanto mais aprendemos sobre eles, mais entendemos como eles influenciam o crescimento das galáxias. "

O que exatamente são quasares?

Os quasares são a fonte de luz persistente mais luminosa do universo. Muitas galáxias, incluindo o nosso, são pensados ​​para ter um, e os astrofísicos identificaram mais de um milhão no total.

Os quasares são formados quando a matéria gasosa é atraída por forças gravitacionais em direção a um buraco negro supermassivo. Conforme este gás se aproxima do buraco negro, ele forma um 'disco de acreção' que orbita o buraco negro. A energia é liberada do disco na forma de radiação eletromagnética, e é essa radiação que produz a luminosidade do quasar.

O disco de acreção é cercado por uma camada espessa, donut empoeirado que obscurece grande parte da emissão do quasar. Como a estrutura empoeirada é muito grande, o nível de obscurecimento não deve mudar nas escalas de tempo humanas, no entanto, um quasar de aparência variável pode parecer mudar de claro para escuro rapidamente (dentro de um ano humano), o que seria altamente surpreendente se fosse verdade. Criar uma lista mais abrangente de quasares de aparência mutável seria um passo importante para entender as razões por trás dessas transições aparentes.

Esforços anteriores para identificar quasares de aparência mutante basearam-se na variabilidade em uma ampla gama de comprimentos de onda - uma técnica chamada variabilidade fotométrica, que é conhecido por perder quasares de baixa luminosidade. Os pesquisadores de Bath usaram dados espectroscópicos para avaliar as mudanças em intervalos de comprimento de onda muito pequenos, permitindo que eles detectassem quasares de aparência mutante que haviam sido perdidos por pesquisas fotométricas. Usando esta técnica, eles avistaram quatro quasares de aparência mutante a milhões de anos-luz da Terra. Todos os quatro estavam escuros demais para serem detectados por buscas fotométricas. Os esforços de identificação anteriores haviam encontrado apenas dois desses quasares na mesma área.

Ex-aluno do MPhys em Bath, Bart Potts, quem liderou a pesquisa, explicou:"Pegamos um conjunto de dados anterior e aplicamos nosso novo método para ver se poderíamos identificar quaisquer novos quasares em mudança que outros haviam perdido. Isso nos deu um conjunto maior de quasares de aparência variável para estudos posteriores, e validou que nossa metodologia era mais sensível do que outras, o que foi ótimo. Isso mostra que nossa metodologia é mais sensível a luminosidade mais fraca. "

Ele acrescentou:"Em última análise, essa descoberta dará algo à comunidade acadêmica que estuda quasares. Isso ajudará outros a aprofundar suas pesquisas sobre por que esse tipo específico de quasar passa por interruptores de luminosidade. Estamos ajudando nossa comunidade a encontrar respostas importantes para grandes questões. "

"Uma busca sistemática por quasares de aparência variável no SDSS-II usando espectros de diferença" é publicada em Astronomia e Astrofísica .