Na semana passada, astrônomos da Universidade de Yale relataram ter visto algo incomum: um farol aparentemente firme nos confins do Universo ficou quieto. Essa fonte de luz relíquia, um quasar localizado na região do céu conhecida como equador celeste, inesperadamente se tornou 6-7 vezes mais fraca durante a primeira década do século XXI. Graças a essa dramática mudança na luminosidade, os astrônomos agora têm uma oportunidade sem precedentes de estudar o ciclo de vida dos quasares e as galáxias que eles chamavam de lar.
Um quasar surge de uma galáxia distante (e, portanto, muito antiga) que antes continha um buraco negro supermassivo central e rotativo - o que os astrônomos chamam de núcleo galáctico ativo. Este animal giratório engoliu vorazmente grandes quantidades de gás e poeira do ambiente, levantando o material circundante e enviando-o para fora da galáxia em velocidades escaldantes. Os quasares brilham porque esses jatos antigos alcançaram tremendas energias, dando origem a uma torrente de luz tão poderosa que os astrônomos ainda são capazes de detectá-la aqui na Terra, bilhões de anos depois.
Em seu auge, alguns núcleos galácticos ativos também eram energéticos o suficiente para excitar os elétrons mais longe do buraco negro central. Mas mesmo no Universo primitivo, os elétrons não podiam suportar esse tipo de emoção para sempre; as leis da física não permitem. Eventualmente, cada elétron volta ao seu estado de repouso, liberando um fóton da energia correspondente. Esse ciclo de excitação acontecia repetidas vezes, em padrões regulares e previsíveis. Os astrônomos modernos podem visualizar essas transições - e as energias que as causaram - examinando o espectro óptico de um quasar em busca de linhas de emissão características em certos comprimentos de onda.
Nem todos os quasares são criados iguais, no entanto. Enquanto os espectros de alguns quasares revelam muitas linhas de emissão amplas e brilhantes com energias diferentes, os espectros de outros quasares consistem apenas na variedade estreita e fraca. Até agora, alguns astrônomos pensavam que essas variações nas linhas de emissão entre os quasares eram simplesmente devidas a diferenças de orientação vistas da Terra; isto é, quanto mais cara um quasar fosse em relação a nós, mais amplas as linhas de emissão que os astrônomos poderiam ver.
Mas tudo isso foi questionado, graças ao nosso amigo J015957.64 + 003310.5, o quasar revelado pela equipe de astrônomos de Yale. De fato, agora é plausível que o padrão de linhas de emissão de um quasar simplesmente mude ao longo de sua vida útil. Depois de coletar dez anos de observações espectrais do quasar, os pesquisadores observaram sua mudança original no brilho em 2010. Em julho de 2014, eles confirmaram que ainda era tão fraca quanto as hipóteses de reprovação que sugeriam que o efeito era simplesmente devido à presença de gás ou poeira. . "Analisamos centenas de milhares de quasares neste momento e agora descobrimos um que foi desativado", explicou C. Megan Urry, coautora do estudo.
Como isso aconteceria, você pergunta? Depois de observar a escassez comparável de amplas linhas de emissão em seu espectro, Urry e seus colegas acreditam que, há muito tempo, o buraco negro no coração do quasar simplesmente seguiu uma dieta. Afinal, um núcleo galáctico ativo que consumisse menos material geraria menos energia, dando origem a jatos de partículas mais fracos e menos átomos excitados. "A fonte de energia ficou fraca", disse Stephanie LaMassa, a principal investigadora do estudo.
LaMassa continuou: "Como o ciclo de vida de um quasar é uma das grandes incógnitas, capturar uma quando ela muda, durante a vida humana, é incrível". E como o ciclo de vida dos quasares depende do ciclo de vida dos buracos negros supermassivos, essa descoberta pode ajudar os astrônomos a explicar como os que estão no centro da maioria das galáxias evoluem ao longo do tempo - incluindo Sagitário A *, o buraco negro supermassivo no centro de nossa própria Via Láctea.
"Embora os astrônomos estudem quasares há mais de 50 anos, é emocionante que alguém como eu, que estuda buracos negros há quase uma década, possa encontrar algo completamente novo", acrescentou LaMassa.
A pesquisa da equipe será publicada na próxima edição da The Astrophysical Journal. Uma pré-impressão do papel está disponível aqui.
