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# Física# Astrofísica das Galáxias

Novas Perspectivas sobre o Quasar PSO J334

Astrônomos revelam que PSO J334 é um quasar único e ativo, não um buraco negro binário.

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PSO J334.2028+1.4075 é um objeto bem interessante no espaço, conhecido como quasar. Os quasars são fontes de energia super brilhantes e poderosas ligadas a Buracos Negros supermassivos no centro das galáxias. Esse quasar específico tá bem longe da gente e apresenta um comportamento meio estranho que chamou a atenção dos astrônomos.

O que torna o PSO J334 especial?

O quasar PSO J334 foi notado pela primeira vez porque ele mostrou mudanças de brilho ao longo do tempo. Essas mudanças foram acreditadas como resultado do movimento de dois buracos negros supermassivos se orbitando. Essa ideia deixou os cientistas bem animados, já que encontrar dois buracos negros juntos assim é bem raro. No começo, os astrônomos achavam que podiam ver evidências desse par por meio das mudanças na luz que foram observadas.

No início, os cientistas acharam que os dois buracos negros poderiam estar bem próximos um do outro. Eles acreditavam que esses buracos negros estavam se aproximando e que, eventualmente, iam se fundir. Essa situação sugeriu que o PSO J334 poderia gerar ondas gravitacionais, que são ondas no espaço-tempo criadas por objetos massivos em movimento.

Para investigar mais a fundo, os astrônomos começaram a observar o PSO J334 usando diferentes métodos e comprimentos de onda de luz, incluindo Ondas de Rádio. Porém, conforme coletavam mais dados, as evidências para a teoria do buraco negro binário foram ficando mais fracas.

As evidências contra dois buracos negros

Conforme os astrônomos continuaram a observar o PSO J334 por períodos mais longos, eles não encontraram um padrão consistente em seu brilho que indicasse que realmente eram dois buracos negros. Isso deixou todo mundo confuso, já que eles esperavam ver mudanças regulares na luz se os dois buracos negros estivessem de fato ali.

Ao mesmo tempo, imagens de rádio de alta resolução foram feitas usando telescópios avançados. Esses estudos mostraram o PSO J334 como um quasar único, dominado por lóbulos, em uma escala maior, com uma estrutura complexa visível em distâncias ainda maiores. Isso significava que a ideia inicial de dois buracos negros poderia não estar correta.

Investigando a estrutura do PSO J334

Para ter uma noção mais clara do PSO J334, os astrônomos queriam estudar tanto as características grandes quanto as pequenas. Eles usaram telescópios de rádio avançados para observar o PSO J334 em várias frequências. As descobertas mostraram um único componente de rádio brilhante em uma escala pequena, com uma estrutura mais complexa visível em distâncias maiores.

As imagens tiradas mostraram uma característica parecida com um jato apontando de sudeste a noroeste, mas não havia evidência clara que apoiasse a ideia de dois buracos negros. Em vez disso, as observações sugeriram que o quasar era provavelmente alimentado por um único buraco negro, e o movimento do jato poderia estar ligado a interações com materiais ao redor, em vez da influência de um segundo buraco negro.

O papel do ambiente

Os pesquisadores notaram que, ao estudar o PSO J334, o ambiente ao redor do quasar parecia desempenhar um papel significativo em seu comportamento. Os Jatos, que são fluxos de partículas se afastando do buraco negro, mostraram sinais de interagir com o material ao redor.

Essa interação poderia causar mudanças na maneira como vemos os jatos, adicionando complexidade à sua estrutura. Por exemplo, os jatos pareciam torcer e dobrar, indicando que estavam influenciados por gás e poeira ao redor. Tais interações também podem produzir luz polarizada, que pode dar mais pistas sobre a física em jogo nesses ambientes.

A conclusão sobre o status do PSO J334

Depois de uma análise extensa, o consenso entre os astrônomos mudou em relação à natureza do PSO J334. Agora há evidências fortes sugerindo que o PSO J334 não é um sistema de buracos negros binários, mas sim um quasar único com um buraco negro central altamente ativo.

As características observadas, incluindo a estrutura dos jatos e suas interações com o ambiente, apontam para um cenário mais típico de Núcleo Galáctico Ativo. Em termos mais simples, o PSO J334 se comporta como muitos outros quasars poderosos, em vez de um sistema único de buracos negros binários.

Técnicas de Observação Usadas

Para coletar dados sobre o PSO J334, os cientistas usaram uma variedade de técnicas de observação. A imagem de alta resolução foi realizada utilizando Interferometria de Very Long Baseline (VLBI), que permite que os astrônomos combinem dados de vários telescópios de rádio espalhados por grandes distâncias. Essa técnica proporciona imagens extremamente detalhadas de objetos celestiais.

Além da VLBI, observações regulares foram feitas usando o Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), que é outra ferramenta poderosa para estudar emissões de rádio do espaço. Esse array é feito de várias antenas que trabalham juntas para capturar dados e criar imagens de fontes celestiais.

Os astrônomos também utilizaram imagens polarimétricas, que ajudam a revelar os campos magnéticos e estruturas nos jatos dos quasars. Ao analisar como a luz é polarizada, os cientistas podem aprender mais sobre a dinâmica e o ambiente do PSO J334.

Importância das descobertas

A pesquisa em torno do PSO J334 tem implicações significativas para nossa compreensão dos quasars e buracos negros supermassivos. Confirmar que o PSO J334 é um quasar típico, em vez de um sistema de buracos negros binários, ajuda a estabelecer uma imagem mais clara de como esses objetos evoluem ao longo do tempo.

Além disso, entender as interações entre os quasars e seus arredores pode esclarecer o contexto mais amplo da formação e evolução de galáxias. Núcleos galácticos ativos como o PSO J334 desempenham um papel essencial em como as galáxias consomem material e se desenvolvem.

Direções para Pesquisas Futuras

Olhando para frente, os astrônomos continuarão a estudar o PSO J334 e quasars similares para aprimorar nossa compreensão de seu comportamento e física subjacente. Usando telescópios e técnicas ainda mais avançados, os pesquisadores esperam descobrir mais detalhes sobre a dinâmica dos quasars e o papel que desempenham no universo.

Estudos futuros podem focar nos efeitos de ondas gravitacionais de buracos negros em fusão, mesmo que o PSO J334 não seja um sistema binário. Essa pesquisa pode levar a avanços em nossa compreensão da física gravitacional e da natureza dos buracos negros.

Conclusão

O caso do PSO J334.2028+1.4075 ilustra a complexidade de estudar quasars distantes. Inicialmente pensado como um sistema de buracos negros binários, as observações contínuas levaram à conclusão de que é provavelmente um quasar único e ativo. Isso destaca a importância da observação e análise contínuas no campo da astrofísica, revelando a natureza sempre mutável e intrincada do universo.

Fonte original

Título: From binary to singular: the AGN PSO J334.2028+1.4075 under the high-resolution scope

Resumo: PSO J334.2028+1.4075 (PSO J334) is a luminous quasar located at redshift z=2.06. The source gained attention when periodic flux density variations were discovered in its optical light curve. These variations were initially interpreted as the variability due to the orbital motion of a supermassive black hole binary (SMBHB) residing in a single circumbinary accretion disk. However, subsequent multiwavelength observations provided evidence against the binary hypothesis as no optical periodicity was found on extended time baselines. On the other hand, detailed radio analysis with the Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) and the Very Long Baseline Array (VLBA) revealed a lobe-dominated quasar at kpc scales, and possibly a precessing jet, which could retain PSO J334 as a binary SMBH candidate. We aim to study both the large- and small-scale radio structures in PSO J334 to provide additional evidence for or against the binary scenario. We observed the source at 1.7 GHz with the European Very Long Baseline Interferometry Network (EVN), and at 1.5 and 6.2 GHz with the VLA, at frequencies that complement the previous radio interferometric study. Our images reveal a single component at parsec scales slightly resolved in the southeast-northwest direction and a lobe-dominated quasar at kiloparsec scales with a complex structure. The source morphology and polarization in our VLA maps suggest that the jet is interacting with dense clumps of the ambient medium. While we also observe a misalignment between the inner jet and the outer lobes, we suggest that this is due to the restarted nature of the radio jet activity and the possible presence of a warped accretion disk rather than due to the perturbing effects of a companion SMBH. Our analysis suggests that PSO J334 is most likely a jetted AGN with a single SMBH, and there is no clear evidence of a binary SMBH system in its central engine.

Autores: P. Benke, K. É. Gabányi, S. Frey, T. An, L. I. Gurvits, E. Kun, P. Mohan, Z. Paragi, E. Ros

Última atualização: 2023-06-30 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2306.17632

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2306.17632

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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