#107 Instrumento espacial IXPE examina a aceleração de partículas em jatos de Blazar 24/11/22

Blazares são núcleos galácticos ativos com jatos de plasma magnetizado. A maior parte da luz desses objetos extremamente luminosos é produzida por partículas de alta energia. Embora se saiba que os jatos são alimentados por um buraco negro supermassivo, como essas partículas são aceleradas, as tais altas energias tem sido uma questão sem resposta. O IXPE sigla em inglês que significa Explorador de polarimetria de raios-X de imagem, uma colaboração entre a NASA e a Agência Espacial Italiana, ajudou os astrônomos a chegar mais perto de uma resposta.

“Este é um mistério de 40 anos que resolvemos. Finalmente tínhamos todas as peças do quebra-cabeça e a imagem que elas formavam era clara”, disse o Dr. Yannis Liodakis, astrônomo do Centro Finlandês de Astronomia.

No estudo, o Dr. Liodakis e seus colegas usaram o IXPE para observar raios-X do Markarian 501, um blazar localizado a 483 milhões de anos-luz de distância na constelação de Hércules.

Eles assistiram ao blazar por três dias no início de março de 2022 e novamente duas semanas depois.

Durante essas observações, eles também usaram outros telescópios espaciais e terrestres para coletar informações em uma ampla gama de comprimentos de onda de luz, incluindo rádio, óptico e raios-X.

Enquanto outros estudos analisaram a polarização da luz de baixa energia dos blazares no passado, esta foi a primeira vez que os cientistas puderam obter essa perspectiva nos raios-X de um blazar, que são emitidos mais perto da fonte de aceleração das partículas.

“Adicionar a polarização de raios-X ao nosso arsenal de rádio, infravermelho e polarização óptica é uma virada de jogo”, disse o Dr. Alan Marscher, astrônomo da Universidade de Boston.

Os autores do estudo descobriram que a luz de raios-X é mais polarizada do que a óptica, que é mais polarizada do que o rádio.

Mas a direção da luz polarizada era a mesma para todos os comprimentos de onda de luz observados e também estava alinhada com a direção do jato.

Depois de comparar suas informações com modelos teóricos, eles perceberam que os dados correspondiam mais a um cenário em que uma onda de choque acelera as partículas do jato.

Uma onda de choque é gerada quando algo se move mais rápido do que a velocidade do som do material circundante, como quando um jato supersônico voa na atmosfera da nossa Terra.

“À medida que a onda de choque atravessa a região, o campo magnético fica mais forte e a energia das partículas aumenta. A energia vem da energia de movimento do material que produz a onda de choque”, disse o Dr. Marscher.

“À medida que as partículas viajam para fora, elas emitem raios-X primeiro porque são extremamente energéticas.”

“Movendo-se mais para fora, através da região turbulenta mais distante do local do choque, elas começam a perder energia, o que as leva a emitir luz menos energética, como ondas ópticas e depois ondas de rádio”.

“Isso é análogo a como o fluxo de água se torna mais turbulento depois de encontrar uma cachoeira – mas aqui, os campos magnéticos criam essa turbulência”.

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