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# Física# Astrofísica das Galáxias

Mudanças Brilhantes em Quasares Distantes

Descobertas recentes mostram comportamentos dinâmicos de quasares de aparência variável pelo universo afora.

Wei-Jian Guo, Zhiwei Pan, Małgorzata Siudek, Jessica Nicole Aguilar, Steven Ahlen, Davide Bianchi, David Brooks, Todd Claybaugh, Kyle Dawson, Axel de la Macorra, Peter Doel, Kevin Fanning, Jaime E. Forero-Romero, Enrique Gaztañaga, Satya Gontcho A Gontcho, Klaus Honscheid, Robert Kehoe, Theodore Kisner, Andrew Lambert, Martin Landriau, Laurent Le Guillou, Marc Manera, Aaron Meisner, John Moustakas, Andrea Muñoz-Gutiérrez, Adam Myers, Jundan Nie, Nathalie Palanque-Delabrouille, Claire Poppett, Francisco Prada, Mehdi Rezaie, Graziano Rossi, Eusebio Sanchez, Michael Schubnelll, Hee-Jong Seo, Joseph Harry Silber, David Sprayberry, Gregory Tarlé, Benjamin Alan Weaver, Zhimin Zhou, Hu Zou

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Quasares são alguns dos objetos mais brilhantes do universo. Eles são alimentados por Buracos Negros Supermassivos no centro das galáxias. Às vezes, esses quasares mudam de brilho e os tipos de luz que emitem. Essas mudanças são chamadas de eventos "changing-look". Neste artigo, vamos falar sobre alguns quasares que mostraram esse comportamento e o que isso significa para nossa compreensão do espaço.

O que são Quasares?

Quasares são objetos incrivelmente brilhantes e distantes. Na verdade, eles são um tipo de galáxia com um buraco negro ativo. O material que cai no buraco negro esquenta e emite muita luz. Pense neles como faróis cósmicos, brilhando intensamente através de vastas distâncias. Alguns quasares são tão brilhantes que conseguimos vê-los mesmo a bilhões de anos-luz de distância.

Quasares Changing-Look

Quasares changing-look são aqueles que mudam de aparência com o tempo. Isso pode significar uma mudança no brilho ou até mesmo mudanças no espectro de luz que emitem. Esse fenômeno pode acontecer bem rápido, às vezes em poucos meses ou anos. É como um camaleão que decide mudar de cor, mas em uma escala cósmica!

Uma Nova Descoberta

Recentemente, astrônomos descobriram quatro novos quasares que exibem esse comportamento de mudança. Os nomes desses quasares são J1306, J1512, J1511 e J1602. O que é especial nessas descobertas é que elas representam a primeira vez que pesquisadores puderam observar essas mudanças em um tipo específico de luz chamada Ly (Lyman-alpha) a uma grande distância no espaço. Isso é meio que um grande negócio na comunidade de astronomia, como encontrar a última peça de um quebra-cabeça depois de anos procurando.

Como Eles Foram Encontrados

Esses quasares foram avistados usando dois grandes projetos de observação: o Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) e o Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Ambas as iniciativas são projetadas para encontrar e estudar objetos distantes no espaço. É como usar uma lupa superpotente para inspecionar as características mais fracas do universo.

Mudança Confirmada!

O que dá confiança aos cientistas de que esses quasares realmente estão mudando? São as diferenças notáveis no brilho e na luz que emitem. Para J1306 e J1512, os pesquisadores viram uma diferença significativa no brilho da luz Ly. Em termos mais simples, se você imaginar ligar e desligar as luzes em um quarto, esses quasares estão fazendo exatamente isso-brilhando e escurecendo em uma dança cósmica.

Buracos Negros no Centro

Então, o que causa essas mudanças? O coração de cada quasar é um buraco negro supermassivo. À medida que o material cai nesses buracos negros, pode levar a variações na emissão de luz. Se o buraco negro recebe uma refeição robusta, ele pode brilhar intensamente. Se seu "jantar" diminui, seu brilho também diminui. O estudo dessas mudanças ajuda os cientistas a entender como os buracos negros consomem material e interagem com seu entorno.

O Disco de Acreção

Ao redor de cada buraco negro há um disco de gás e poeira conhecido como disco de acreção. É aí que a ação acontece. É semelhante a um redemoinho, onde o material gira antes de cair. O estado desse disco pode mudar, levando à aparência variável do quasar. Às vezes, o disco pode mudar de um estado mais caótico para um mais calmo, afetando o quão brilhante o quasar parece.

O Papel da Luz

Diferentes tipos de luz podem oferecer pistas sobre o que está acontecendo dentro desses quasares. A luz do espectro Ly é especialmente importante porque vem das regiões mais internas do disco de acreção. Ela pode até nos mostrar quão rápido o material está se movendo. Variações nessa luz podem dizer muito aos cientistas sobre as mudanças que estão acontecendo no centro do quasar.

E os Candidatos?

Além dos já mencionados J1306 e J1512, os pesquisadores identificaram dois mais candidatos que também podem passar por eventos changing-look: J1511 e J1602. Embora ainda não tenham sido confirmados, eles mostram sinais de que podem pertencer ao mesmo grupo de quasares changing-look. É como encontrar potenciais membros para um clube cósmico exclusivo!

Como Medimos as Mudanças?

Para descobrir se esses quasares estão realmente mudando, os pesquisadores analisam a luz que emitem. Eles procuram mudanças no brilho e na cor da luz, o que ajuda a definir suas várias propriedades. O espectro pode revelar quanta luz está vindo do quasar. Se houver uma diferença significativa, é um sinal claro de mudança!

Surpresas à Vista

Um dos aspectos mais fascinantes dessas descobertas é como o comportamento de mudança desses quasares pode desafiar nossa compreensão atual. Por exemplo, enquanto se esperava que a luz Ly desaparecesse primeiro durante o evento changing-look, os pesquisadores descobriram que outro tipo de luz chamado C iv ainda poderia estar presente mesmo depois que a luz Ly mudou. É como um cantor segurando uma nota enquanto outro tira férias-inesperado e confuso!

A Importância do Tempo

O timing desses eventos de mudança também é crucial. Ajuda os cientistas a entender quão rápido esses processos estão acontecendo. As mudanças observadas entre J1306 e J1512 aconteceram ao longo de um período de 1 a 3,5 anos. Imagine esperar mais de um ano para ver uma nova temporada do seu programa favorito, só para descobrir que os personagens mudaram de repente!

Uma Nova Perspectiva sobre o Universo

Essas descobertas não são apenas sobre entender quasares individuais; elas fornecem uma visão de como os buracos negros funcionam e evoluem. Elas também podem iluminar como as galáxias interagem e se desenvolvem ao longo do tempo. É como montar uma grande narrativa cósmica, um quasar de cada vez.

Observações Futuras

Mais observações desses quasares changing-look ajudarão os cientistas a refinarem suas ideias e teorias. Os pesquisadores estão particularmente interessados em usar diferentes comprimentos de onda de luz-como raios-X e infravermelho-para obter mais pistas sobre o que está acontecendo dentro desses gigantes cósmicos. Pense neles como detetives reunindo evidências de diferentes cenas do crime!

O que Torna Essas Descobertas Únicas

Esses quasares não são apenas quasares comuns; eles são quasares changing-look que existem em altos deslocamentos para o vermelho, o que significa que estão muito longe no universo. Estudá-los pode ajudar a desvendar mistérios sobre a infância do universo e como as galáxias evoluíram ao longo do tempo.

Implicações para a Astronomia

Entender quasares changing-look é essencial para os astrônomos. Isso pode ajudar a refinarem modelos sobre como os buracos negros crescem, como consomem material e como influenciam seu entorno. O conhecimento adquirido com essas descobertas pode ajudar a informar muitas áreas da astrofísica e cosmologia.

O Quadro Geral

No grande esquema das coisas, estudar quasares e suas mudanças pode reformular nossa compreensão do universo. Ao aprender como essas entidades poderosas se comportam, podemos ganhar uma apreciação mais profunda da complexidade das galáxias, buracos negros e evolução cósmica.

Conclusão

Quasares changing-look, particularmente os recentemente descobertos, oferecem uma visão emocionante da natureza dinâmica do universo. Eles nos lembram que o cosmos está cheio de surpresas, esperando para serem exploradas. À medida que os pesquisadores continuam a observar esses objetos fascinantes, podemos esperar mais aventuras no mundo da astronomia. Assim como em uma boa história, sempre há novas reviravoltas esperando para serem descobertas!

Fonte original

Título: The first identification of Lyman $\alpha$ Changing-look Quasars at high-redshift in DESI

Resumo: We present two cases of Ly$\alpha$ changing-look (CL) quasars (J1306 and J1512) along with two additional candidates (J1511 and J1602), all discovered serendipitously at $z >2$ through the Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) and the Sloan Digital Sky Survey (SDSS). It is the first time to capture CL events in Ly$\alpha$ at high redshift, which is crucial for understanding underlying mechanisms driving the CL phenomenon and the evolution of high-redshift quasars and galaxies. The variability of all four sources is confirmed by the significant change of amplitude in the $r$ band ($|r_{\rm DESI}-r_{\rm SDSS}| >0.5 \ \rm mag$). We find that the accretion rate in the dim state for these CL objects corresponds to a relatively low value ($\mathscr{\dot M} \approx 2\times10^{-3}$), which suggests that the inner region of the accretion disk might be in transition between the Advection Dominated Accretion Flow ($\mathscr{\dot M}

Autores: Wei-Jian Guo, Zhiwei Pan, Małgorzata Siudek, Jessica Nicole Aguilar, Steven Ahlen, Davide Bianchi, David Brooks, Todd Claybaugh, Kyle Dawson, Axel de la Macorra, Peter Doel, Kevin Fanning, Jaime E. Forero-Romero, Enrique Gaztañaga, Satya Gontcho A Gontcho, Klaus Honscheid, Robert Kehoe, Theodore Kisner, Andrew Lambert, Martin Landriau, Laurent Le Guillou, Marc Manera, Aaron Meisner, John Moustakas, Andrea Muñoz-Gutiérrez, Adam Myers, Jundan Nie, Nathalie Palanque-Delabrouille, Claire Poppett, Francisco Prada, Mehdi Rezaie, Graziano Rossi, Eusebio Sanchez, Michael Schubnelll, Hee-Jong Seo, Joseph Harry Silber, David Sprayberry, Gregory Tarlé, Benjamin Alan Weaver, Zhimin Zhou, Hu Zou

Última atualização: 2024-11-04 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2411.01949

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.01949

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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