p Astrônomos usando o Owens Valley Radio Observatory (OVRO) da Caltech encontraram evidências de um bizarro sistema de lentes no espaço, em que um grande conjunto de estrelas está ampliando uma galáxia muito mais distante contendo um buraco negro supermassivo que expele um jato. A descoberta fornece a melhor visão de bolhas de gás quente que saem de buracos negros supermassivos. p "Sabemos da existência desses aglomerados de material fluindo ao longo de jatos de buracos negros, e que se movem perto da velocidade da luz, mas não se sabe muito sobre sua estrutura interna ou como são lançados, "diz Harish Vedantham, um bolsista de pós-doutorado da Caltech Millikan. "Com sistemas de lentes como este, podemos ver os aglomerados mais próximos do motor central do buraco negro e com muito mais detalhes do que antes. "Vedantham é o autor principal de dois novos estudos que descrevem os resultados na edição de 15 de agosto de The Astrophysical Journal . O projeto internacional é liderado por Anthony Readhead, o Professor Robinson de Astronomia, Emérito, e diretor da OVRO.

p Muitos buracos negros supermassivos no centro das galáxias lançam jatos de gás que viajam perto da velocidade da luz. A gravidade dos buracos negros puxa o material em sua direção, mas parte desse material acaba sendo ejetado do buraco negro em jatos. Os jatos estão ativos por um a 10 milhões de anos - a cada poucos anos, eles cuspiram pedaços adicionais de material quente. Com o novo sistema de lentes gravitacionais, esses aglomerados podem ser vistos em escalas cerca de 100 vezes menores do que antes.

p "Os aglomerados que estamos vendo estão muito próximos do buraco negro central e são minúsculos - apenas alguns dias-luz de diâmetro. Achamos que esses minúsculos componentes que se movem perto da velocidade da luz estão sendo ampliados por uma lente gravitacional em primeiro plano galáxia espiral, "diz Readhead." Isso fornece resolução requintada de um milionésimo de segundo de arco, o que equivale a ver um grão de sal na lua da Terra. "

p Um elemento crítico desse sistema de lentes é a própria lente. Os cientistas pensam que esta pode ser a primeira lente de massa intermediária - o que significa que é maior do que as "micro" lentes observadas anteriormente, consistindo de estrelas únicas, e menor do que as lentes massivas bem estudadas do tamanho de galáxias. A lente descrita no novo artigo, apelidado de "mili-lente, "é pensado em cerca de 10, 000 massas solares, e muito provavelmente consiste em um aglomerado de estrelas. Uma vantagem de uma lente milimetrada é que ela é pequena o suficiente para não bloquear a fonte inteira, que permite que os aglomerados de jato sejam ampliados e vistos enquanto viajam, um por um, atrás da lente. O que mais, os pesquisadores dizem que a lente em si é de interesse científico porque não se sabe muito sobre objetos dessa faixa de massa intermediária.

p "Este sistema pode fornecer um excelente laboratório cósmico tanto para o estudo da mili-lente gravitacional quanto para o funcionamento interno do jato nuclear em uma galáxia ativa, "diz Readhead.

p As novas descobertas são parte de um programa OVRO para obter observações duas vezes por semana de 1, 800 buracos negros supermassivos ativos e suas galáxias hospedeiras, usando o telescópio de 40 metros da OVRO, que detecta emissões de rádio de objetos celestes. O programa está em execução desde 2008 em apoio à missão Fermi da NASA, que observa as mesmas galáxias em raios gama de alta energia.

p Em 2010, os pesquisadores OVRO notaram algo incomum acontecendo com a galáxia no estudo, uma galáxia ativa chamada PKS 1413+ 135. Sua emissão de rádio aumentou, desaparecido, e então brilhou novamente de uma forma muito simétrica ao longo de um ano. O mesmo tipo de evento aconteceu novamente em 2015. Após uma análise cuidadosa que descartou outros cenários, os pesquisadores concluíram que o brilho geral da galáxia é provavelmente devido a duas aglomerações sucessivas de alta velocidade ejetadas pelo buraco negro da galáxia com alguns anos de diferença. Os aglomerados viajaram ao longo do jato e aumentaram quando passaram por trás da mili-lente.

p "Foram feitas observações de um grande número de galáxias para encontrar este objeto com quedas simétricas de brilho que apontam para a presença de lentes gravitacionais, "diz o co-autor Timothy Pearson, um cientista pesquisador sênior da Caltech que ajudou a descobrir em 1981 que os aglomerados de jato viajam perto da velocidade da luz. "Agora estamos analisando com atenção todos os nossos outros dados para tentar encontrar objetos semelhantes que possam dar uma visão ampliada dos núcleos galácticos."

p A próxima etapa para confirmar os resultados do PKS 1413+ 135 é observar a galáxia com uma técnica chamada interferometria de linha de base muito longa (VLBI), em que radiotelescópios em todo o mundo trabalham juntos para obter imagens de objetos cósmicos em detalhes. Os pesquisadores planejam usar essa técnica a partir deste outono para observar a galáxia e seu buraco negro supermassivo, que deverá lançar outro amontoado de material de jato nos próximos anos. Com a técnica VLBI, eles devem ser capazes de ver o aglomerado espalhado em um arco no céu por meio dos efeitos de curvatura da luz da mili-lente. Identificar um arco confirmaria que, de fato, uma mili-lente está ampliando os aglomerados de jatos ultrarrápidos que saem de um buraco negro supermassivo.

p "Não poderíamos fazer estudos como esses sem um observatório universitário como o Owens Valley Radio Observatory, onde temos tempo para dedicar um grande telescópio exclusivamente a um único programa, "disse Readhead.

p Os dois estudos, intitulado, "Variabilidade acromática simétrica em galáxias ativas:uma nova e poderosa sonda de lente gravitacional?" e "The Peculiar Light Curve of J1415 + 1320:A Case Study in Extreme Scattering Events, "são publicados em The Astrophysical Journal .