O que é um quasar? Bem, um quasar é logo para iniciarmos este voo pela história do Universo, 3 coisas:
1) É um tipo, entre muitos, de Núcleo de Galáxia, um hiperactivo.
2) É parecido com uma estrela mas tem mais energia do que uma galáxia inteira, por vezes muito mais, podendo ejectar mais energia do que 1000 galáxias
3) É fabuloso.
Foto 1 – Nesta fotografia no comprimento de onda vísivel para os nossos olhos temos, ao centro, 2 objectos muito parecidos, mas o da esquerda é um Quasar muito distante, e o da direita uma estrela próxima.
Mesmo acima do Quasar 3C273 está uma galáxia muito distante, que parece uma estrela mais pequena. Os espectros dos Quasars, com as suas típicas 3 linhas de Balmer, são muito diferentes dos das galáxias e dos das estrelas.
Créditos: C. Steidel, Caltech, NASA.
Na fotografia seguinte vê-se um Quasar muito distante cuja imagem sofre o efeito de lente gravitacional duma galáxia situada entre esse núcleo activo e a Terra. A imagem do Quasar é projectada 4 vezes, mas trata-se do mesmo objecto, como se o Universo gostasse de brincar connosco ao palácio encantado dos espelhos.
Foto 2- Nesta fotografia, o telescópio espacial Hubble da NASA mostra o distante Quasar PKS 1830-211 como um ponto de uz vermelho perdido entre as estrelas menos luminosas da nossa Galáxia, a Via Láctea. Os astrónomos analisaram as ondas de rádio que passaram através duma nuvem fria de gás duma galáxia em espiral e pouco luminosa na sua viagem de 7.2 mil milhões de anos até à Terra.
Esta imagem foi gerada com recurso a 2 câmaras do Hubble: a WFPC2 que usou filtros F555W (luz verde) e filtros F814W (próximo ao Infra-vermelho, ou NIR) e a NICMOS com filtro F160W (infra-vermelho). Para mais dados podem ver em Courbin et al. 2002, doi:10.1086/341261.
Créditos: NASA/ESA/E. Falco/F. Courbin
Como podem verificar na foto 2 a galáxia é apenas perceptível com dificuldade por baixo da imagem do Quasar vermelho. As moléculas na nuvem de gás só estão muito ligeiramente aquecidas pela radiação de fundo cosmológica, que nos chega já muito débil, no comprimento de onda dos microondas.
Uma outra galáxia, em espiral, e muito mais próxima, aparece logo por debaixo da imagem ténue da galáxia que contém e ejecta um Quasar.
Durante alguns anos após a sua primeira detecção ( o quasar 3C273, do 3º catálogo) os astrónomos deparavam-se com um problema difícil de resolver, como poderiam objectos tão pequenos ser tão luminosos? O que poderia gerar de 10 até 1000 vezes mais energia do que uma galáxia a partir dum objecto do tamanho do nosso sistema solar? Desde essa ida década de 1960, tem-se acumulado linhas de evidência que indicam que os Quasars são núcleos activos de galáxias muito distantes e a distância a que se situam implica que se identificasse muito bem as suas linhas de emissão no espectro electromagnético e que se usasse a imaginação para não se ficar preso aos ensinamentos dos compêndios da escola.
Estas sebentas ensinam, e bem, que o desvio para o vermelho é devido ao efeito de Doppler relativista, que Einstein derivou para descrever os efeitos de Doppler para objectos que viajam a velocidades enormes.
Então os astrónomos tiveram que perceber que o desvio para o vermelho das galáxias e dos quasares não é um efeito de Doppler, não é um movimento intrínseco dessas galáxias e quasars.
É o efeito de arrastamento da expansão do espaço-tempo onde essas galáxias e esses quasares estão embutidos, é o desvio para o vermelho Cosmológico.
Por isso as suas velocidades de recessão, ou de afastamento em relação à Terra, são velocidades aparentes e não próprias.
Foi preciso que se largasse um pouco a tradição de se pensar nos desvios para o vermelho como um movimento próprio, que é e pode ser usado apenas para galáxias vizinhas, e distinguir os dois.
Imagem- 3) A “rest-frame” é como se a Terra, o seu ponto no espaço, fosse um quasar imaginário, que age aqui como as linhas de espectro sem desvio para o vermelho, o laboratorial para termos uma régua de comparação com os Quasares reais.
São visíveis as 3 primeiras linhas de Balmer de Hidrogénio, para além de linhas de outros átomos, mas os desvios para o vermelho dos quasares projectam estas linhas para comprimentos de onda mais longos. Não obstante, o espaço entre as linhas mantém-se inalterado, e os astrónomos podem reconhecê-las mesmo que estas apresentem um grande desvio para o vermelho, como no caso dos quasares mais raros, mais energéticos e mais longíquos.
Créditos C.Pilachowski, M.Corbin, AURA/NOAO/NSF
Mas como sabemos que os quasares estão tão longe?
Nos casos, e são já dezenas deles, como o da foto 1), a galáxia que faz o efeito de lente gravitacional já está tão distante que é difícil detectá-la.
E, um quasar em particular, o Q0957+561 parecia ter uma fotografia de 2 objectos, mas as suas linhas de Balmer eram iguais:
Foto 3) um quasar em particular, o Q0957+561
Créditos: IOP Science
http://iopscience.iop.org/0004-637X/542/1/74/fulltext/51242.fg1.html
Mas eis que se verificou que ambos apresentavam o mesmo desvio para o vermelho de z = 1.4136. Situado na constelação da Ursa Maior estavam separados por apenas 6 segundos de arco, e são afinal o mesmo objecto. As duas imagens são formadas pela lente gravitacional quando o campo gravítico duma galáxia muito distante que está entre o quasar e a Terra dobra a luz do quasar e forma imagens múltiplas.
Estas observações de lentes gravitacionais providenciam evidências extremamente robustas, quando aliadas ao seu muito pronunciado desvio para o vermelho, das enormes distâncias a que estes núcleos activos estão da Terra.
Para mais evidências retorne à foto 1) Mesmo por cima do quasar está a imagem pequena, e oval, duma galáxia elíptica que, como demonstra o seu desvio para o vermelho cosmológico, está situada a cerca de 7 mil milhões de anos-luz da Terra.
O spectrum (palavra inventada por Newton) do quasar contém linhas de absorção com o mesmo desvio para o vermelho da galáxia em questão. É evidente que essas linhas são produzidas pelo gás muito rarefeito da galáxia elíptica, daí pode o leitor mesmo concluir que o quasar, apesar de tão brilhante, está de facto situado muito mais longe do que a distante galáxia mencionada.
Na actualidade, para melhor se entender estes fabulosos objectos, examinam-se as suas características recolhidas pelas observações à luz do modelo unificado das galáxias activas.
Este modelo, de forma muito sucinta, diz-nos que há muitos mais quasares quando o Universo era um adolescente ultra energético e que há antes disso quasares ultra hiper energéticos aqui e acolá, como as primeiras plantas que irrompem numa fantástica Primavera Cosmológica, contando a história do Universo através de lentes, de imagens multiplicadas, dos núcleos das primeiras galáxias e de como, no fim de contas, estamos aqui.
Qual a causa dum Quasar?
Um quasar é causado por um buraco negro super-super-massivo, gigantesco, um monstro com um tamanho parecido ou maior do que o nosso sistema solar e com a energia de 10 a 1000 galáxias.
Fabulosos Quasars!
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