Uma equipe internacional de astrônomos conduziu um estudo cinemático detalhado de uma galáxia de rádio conhecida como 3C 84. A pesquisa lança mais luz sobre as propriedades desta fonte e sua conexão com a emissão de raios gama. O estudo foi detalhado em um artigo publicado em 7 de abril no repositório de pré-impressão arXiv.

As galáxias de rádio emitem grandes quantidades de ondas de rádio de seus núcleos centrais. Buracos negros no centro dessas galáxias agregam gás e poeira, gerando jatos de alta energia visíveis em comprimentos de onda de rádio, que aceleram partículas eletricamente carregadas a altas velocidades.

Os astrônomos estão especialmente interessados ​​no estudo de radiogaláxias desalinhadas brilhantes de raios gama, pois podem fornecer uma oportunidade única de sondar os locais emissores de alta energia e os processos de aceleração de partículas. Essas fontes são observadas fora do eixo, que permite aos pesquisadores resolver transversalmente a estrutura de escala fina do jato e investigar sua conexão
com emissão de raios gama.

Localizado no Cluster Perseus em um redshift de 0,018, 3C 84 é a contraparte de rádio do Seyfert Tipo 1.5 galáxia NGC 1275 (outra designação Perseus A). Dado que 3C 84 é uma das galáxias de rádio mais brilhantes, sua morfologia do jato foi extensivamente estudada no passado. As observações mostram que a atividade de jato mais recente desta rádio galáxia provavelmente começou em 2005, com um aumento geral na densidade de fluxo na fonte e a criação de uma região conhecida como C3, que foi ejetado da região C1 presumida de lançamento de jato. Além disso, a fonte também tem um grande área fraca de emissão quase estacionária, apelidado de C2, cerca de 40 graus de compensação da atual emissão do jato.

Contudo, embora muitos estudos de 3C 84 tenham sido conduzidos e que tenha sido detectado em raios gama até energias TeV, os processos físicos responsáveis ​​pela alta emissão de energia desta fonte permanecem mal compreendidos. Então, um grupo de astrônomos liderados por Jeffrey A. Hodgson, da Sejong University em Seul, Coreia do Sul, realizou uma análise completa da cinemática do jato no 3C 84 entre 2010 e 2017.

"Nesse artigo, apresentamos os resultados do método de análise de segmentação e avaliação de imagem baseado em wavelet (WISE) para a análise cinemática do jato de 3C 84 usando dados de 7 mm VLBA [Very Long Baseline Array] de 2010 a 2017, e comparamos com mapas CLEAN, "explicaram os pesquisadores.

O estudo mostra que a estrutura de rádio do 3C 84 é dominada por recursos de movimento lento nas pistas leste e oeste do jato. O próprio jato parece ter acelerado até sua velocidade máxima levemente relativística dentro de um raio que é igual a 125, 000 vezes o raio gravitacional do ponto de lançamento do jato, e permanece a uma velocidade aproximadamente constante por muitos outros.

A pesquisa encontrou uma velocidade máxima no jato de cerca de 90% da velocidade da luz, levando a um fator de Lorentz mínimo de aproximadamente 1,35. Os dados indicam que as explosões de raios gama são observadas quando regiões de movimento mais rápido interagem com regiões de movimento mais lento de 3C 84.

Além disso, as observações detectaram dois pontos quentes em C3 que se tornam brilhantes e então se dissipam para oeste. O segundo ponto de acesso começou a brilhar no final de 2015, e parece estar associado a um surto de raios gama particularmente grande.

Contudo, os resultados permitiram aos astrônomos tirar algumas conclusões sobre a emissão de raios gama da fonte estudada.

"Nosso estudo indica que os raios gama são produzidos nas pistas leste e oeste do jato. Discutimos a possibilidade de flares de raios gama serem produzidos por meio de minijatos induzidos por reconexão magnética e turbulência. Além disso, encontramos a evidência de que pode haver um excesso de energia magnética ou gradientes de pressão e do meio ambiente, "escreveram os autores do artigo.

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