Novas descobertas sobre o quasar Q 0957+561

Quasares são objetos super brilhantes encontrados no universo, alimentados por buracos negros supermassivos no centro deles. Quando a luz de um quasar passa perto de um objeto grande, tipo uma galáxia, ela pode ser curvada e ampliada. Esse efeito é chamado de Lente Gravitacional. Um caso interessante é o quasar Q 0957+561, descoberto em 1979, que foi o primeiro sistema de lente gravitacional identificado.

O quasar aparece como duas imagens brilhantes, separadas por cerca de 6 arco-segundos, por causa da influência de uma galáxia massiva entre ele e a Terra. A luz de Q 0957+561 leva mais tempo para chegar até nós de uma imagem do que da outra. Essa diferença de tempo é de cerca de 417 dias, o que pode ser útil para entender distâncias cósmicas e a natureza da energia escura.

#Entendendo a Região de Linhas Largas (BLR)

A região de linhas largas (BLR) é de onde vem a luz do quasar, especificamente as linhas de emissão largas (BELs) que a gente vê no espectro. Essas linhas são produzidas por gás que se move muito rápido e está perto do buraco negro central. O tamanho da BLR pode nos dizer muito sobre o quasar em si, como sua massa e como ele se comporta.

Ao estudar Q 0957+561, analisamos três linhas de emissão largas importantes: C IV, C III] e Mg II. Observando como essas linhas de emissão mudam ao longo do tempo e nas duas imagens do quasar, conseguimos aprender sobre o tamanho e a forma da BLR.

#Lidando com o Impacto do Microlensing

Microlensing acontece quando objetos menores, como estrelas, na galáxia lente causam variações de brilho nas imagens do quasar. Isso pode dificultar a determinação do verdadeiro tamanho da BLR, já que mudanças de brilho podem ser devido à variabilidade intrínseca do quasar ou a efeitos de microlensing.

Comparando observações feitas ao longo de quase duas décadas, nosso objetivo foi separar esses efeitos, examinando a luz ultravioleta emitida das nuvens de gás ao redor do quasar. Também corrigimos o atraso de tempo entre as duas imagens para estimar melhor os tamanhos das regiões que emitem as linhas de emissão largas.

#Analisando as Linhas de Emissão

Coletamos dados de várias observações, analisando de perto como as linhas C IV, C III] e Mg II mudaram ao longo do tempo. Nosso objetivo era descobrir qual o tamanho das regiões responsáveis por essas linhas de emissão.

Os achados mostraram que a linha C IV parecia vir de uma área compacta, com um tamanho estimado de menos de alguns dias de tempo de viagem da luz, fazendo dela a menor entre as três linhas. A linha C III] era um pouco maior, mas ainda compacta, enquanto a linha Mg II vinha de uma área maior, indicando que diferentes linhas de emissão têm tamanhos e formas distintas.

#Variabilidade e Estimativa de Tamanho

Um aspecto crítico desse estudo foi determinar quanta variabilidade intrínseca existia na luz do quasar e quanto era devido a microlensing. Analisando as diferenças de brilho entre as duas imagens, conseguimos estimar os efeitos de microlensing nas emissões de C IV, C III] e Mg II.

A análise revelou que a parte vermelha da linha de emissão C IV foi significativamente afetada tanto pela variabilidade intrínseca quanto pelo microlensing, mostrando mudanças claras ao longo do tempo. A linha C III] também exibiu variabilidade substancial. Em contraste, a linha Mg II mostrou mínima variabilidade, sugerindo que o microlensing teve um impacto menor nessa linha.

#Estimando o Tamanho das Regiões de Linhas Largas

Com base nas diferenças observadas de brilho e nas características das linhas de emissão, conseguimos estimar os tamanhos das regiões que emitem essas linhas. Usando uma abordagem estatística, derivamos estimativas de tamanho médio para as regiões de emissão C IV, C III] e Mg II.

Os resultados indicaram que as regiões que produzem essas linhas tinham tamanhos de menos de alguns dias-luz para C IV, um pouco maiores para C III], e ainda maiores para Mg II. Essas informações são cruciais, pois nos ajudam a entender a estrutura da BLR em Q 0957+561, revelando como essas regiões podem ser complexas.

#O Papel da Galáxia Lente

A presença da galáxia lente não só magnifica a luz do quasar, mas também cria um ambiente complexo que afeta as observações. As distâncias das duas imagens lensadas do centro da galáxia lente diferem, influenciando os campos gravitacionais locais e a quantidade de microlensing que cada imagem experimenta.

Esse arranjo afeta o brilho observado e a variabilidade das linhas de emissão. Entender esse contexto é vital para interpretar corretamente as observações e tirar conclusões sobre as propriedades do quasar.

#Conclusão: Insights sobre Q 0957+561

A investigação do quasar lente Q 0957+561 através da espectroscopia óptica forneceu insights valiosos sobre o comportamento e a estrutura de suas regiões de linhas largas. Estudando como as emissões de diferentes linhas variam ao longo do tempo e separando os efeitos intrínsecos dos causados por microlensing, conseguimos ter uma ideia mais clara da BLR.

Nossos resultados indicaram tamanhos distintos para as regiões que emitem as linhas C IV, C III] e Mg II, sugerindo diferentes propriedades geométricas e cinemáticas. Essas descobertas contribuem para nosso entendimento sobre quasares e seus ambientes, ajudando a iluminar os processos que ocorrem perto de buracos negros supermassivos.

Os dados coletados a partir de tais observações não só enriquecem nosso conhecimento sobre Q 0957+561, mas também ajudam a melhorar nossa compreensão mais ampla sobre quasares, dando uma ideia sobre a estrutura do universo e o papel da energia escura. O estudo destaca a importância de continuar observando e analisando para desvendar os mistérios de objetos celestiais distantes.