Córdoba, Espanha — InkDesign News — Uma pesquisa recente revela a origem da radiação X nos jatos relativísticos de blazares, resolvendo um antigo mistério sobre supermassivos buracos negros. Astrônomos usaram o satélite IXPE para observar o blazar BL Lacertae e identificar o mecanismo responsável pela emissão de raios X.
Contexto da descoberta
BL Lacertae, um dos primeiros blazares descobertos, é caracterizado por um buraco negro supermassivo rodeado por um disco luminoso e jatos intensos apontados em direção à Terra. A origem dos raios X emitidos por esses jatos vinha causando debate na astrofísica, com duas hipóteses concorrentes: emissão por prótons girando em campos magnéticos ou por elétrons interagindo via espalhamento Compton. Cada mecanismo deixaria uma assinatura distinta na polarização da luz X observada.
Pela primeira vez, o satélite IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) teve a capacidade exclusiva de medir essa polarização, com o apoio de telescópios terrestres que observaram a polarização óptica e de rádio simultaneamente.
Métodos e resultados
Em novembro de 2023, IXPE monitorou BL Lacertae por sete dias, enquanto medições paralelas registravam a polarização óptica recorde de 47,5%, a maior já observada em um blazar nos últimos 30 anos. Em contraste, a polarização dos raios X permaneceu baixa, não ultrapassando 7,6%, indicando que os elétrons são responsáveis pela radiação em raios X por meio do efeito Compton, que ocorre quando fótons interagem com partículas carregadas e variam sua energia.
Esses dados contradizem explicações baseadas em prótons, uma vez que a alta polarização óptica combinada com a baixa polarização X só pode ser explicada pelo espalhamento Compton, onde elétrons relativísticos movendo-se próximos à velocidade da luz amplificam fótons infravermelhos para frequências de raios X.
“Esta foi uma das maiores dúvidas sobre os jatos de buracos negros supermassivos.”
(“This was one of the biggest mysteries about supermassive black hole jets.”)— Dr. Iván Agudo, Instituto de Astrofísica de Andalucía – CSIC
“O fato de a polarização ótica ser muito maior do que a dos raios X só pode ser explicado pelo espalhamento Compton.”
(“The fact that optical polarization was so much higher than in the X-rays can only be explained by Compton scattering.”)— Dr. Steven Ehlert, Marshall Space Flight Center
Implicações e próximos passos
Este avanço confirma que os elétrons desempenham papel fundamental na criação da radiação X observada nos jatos relativísticos dos buracos negros. A descoberta resolve uma controvérsia de longa data que envolvia interpretações concorrentes de dados anteriores, trazendo maior clareza sobre os processos físicos nessas regiões extremas do universo.
Os métodos pioneiros do IXPE em polarimetria estão abrindo caminho para investigações mais precisas de fenômenos astrofísicos complexos, capazes de diferenciar emissões de partículas subatômicas em ambientes de alta energia.
Espera-se que pesquisas futuras explorem as variações temporais desses processos e ampliem a compreensão sobre a dinâmica dos jatos e sua interação com o meio circundante, aprofundando os conhecimentos sobre a física de buracos negros e a origem da radiação cósmica.
Fonte: (sci.news– Ciência & Descobertas)
