Usando o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) no Chile, uma equipe internacional de astrônomos realizou observações de HSC J120505.09−000027.9 — o quasar vermelho mais distante detectado até agora e descobriu que ele apresenta uma emissão estendida de carbono ionizado. A descoberta foi relatada em um artigo publicado em 4 de janeiro em arXiv.org.

Quasares, ou objetos quase estelares (QSOs), são núcleos galácticos (AGN) extremamente luminosos que contêm buracos negros centrais supermassivos com discos de acreção. Seus desvios para o vermelho são medidos a partir das fortes linhas espectrais que dominam seus espectros visível e ultravioleta. Alguns QSOs são avermelhados pelo pó, por isso apelidado de quasares vermelhos. Esses objetos têm uma quantidade não desprezível de extinção de poeira, mas não estão completamente obscurecidos.

Os astrônomos estão especialmente interessados ​​em estudar quasares de alto redshift (com redshift maior que 5,0), pois eles são os objetos compactos mais luminosos e mais distantes do universo observável. Os espectros de tais QSOs podem ser usados ​​para estimar a massa de buracos negros supermassivos que restringem os modelos de evolução e formação de quasares. Portanto, quasares de alto redshift poderiam servir como uma ferramenta poderosa para sondar o universo primitivo.

Com um desvio para o vermelho de 6,72 e com a poeira avermelhada a um nível de, HSC J120505.09−000027.9 (J1205−0000 para abreviar) é o quasar vermelho mais distante conhecido até o momento e o único quasar vermelho de alto redshift identificado até agora. Observações anteriores descobriram que o quasar também apresenta linhas de absorção ampla (BALs) proeminentes, indicando a existência de fugas nucleares rápidas.

A fim de obter mais informações sobre essas saídas nucleares de J1205−0000 e entender melhor a emissão desta fonte em geral, um grupo de astrônomos liderados por Takuma Izumi do Observatório Astronômico Nacional do Japão realizou [C II] observações de emissão contínua de linha e infravermelho distante (FIR) de [C II] em direção a este quasar usando ALMA.

"Observamos a linha com desvio para o vermelho [C II] e a emissão contínua FIR de J1205−0000 na Banda 6 em 26 de fevereiro, 2020, com 41 antenas. Nossas observações foram conduzidas em um único ponto com um campo de visão de 24 ′ ′ de diâmetro, "escreveram os pesquisadores no jornal.

O estudo descobriu que a emissão de C II é espacialmente mais estendida (em escalas de mais de 16, 300 anos-luz) do que a emissão contínua FIR. A luminosidade da linha CII está em um nível de 1,9 bilhões de luminosidades solares, enquanto a emissão contínua FIR parece ser mais brilhante - com uma luminosidade de cerca de 2,7 trilhões de luminosidades solares.

Os valores de luminosidade obtidos permitiram à equipe calcular o limite superior para a taxa de formação de estrelas (SFR) da galáxia hospedeira de J1205−0000. Eles descobriram que o SFR não deve exceder 575 massas solares por ano.

A origem da emissão de C II espacialmente estendida detectada ainda é incerta. De acordo com os autores do artigo, possíveis explicações incluem galáxias companheiras / mescladas e fluxos de frio. Eles acrescentaram que ambos os cenários se encaixam bem no cenário de evolução da galáxia induzida pela fusão.

"Se a estrutura estendida é devido a (múltiplas) galáxias companheiras / mescladas, isso indica que esse quasar vermelho de fato emerge com um evento de fusão. [...] Se a estrutura estendida é devido a fluxos de frio, podemos argumentar que este quasar vermelho está em uma fase-chave de transição de uma explosão estelar empoeirada, soprando seu meio circundante, "concluíram os astrônomos.

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