Alinhamento misterioso de quasares ao longo de bilhões de anos-luz

Esta concepção artística apresenta esquematicamente os misteriosos alinhamentos entre os eixos de rotação de quasares e as estruturas em larga escala onde residem. Estes alinhamentos ocorrem ao longo de bilhões de anos-luz, sendo os maiores conhecidos no Universo. A estrutura em larga escala está desenhada em azul e os quasares encontram-se assinalados em branco com os eixos de rotação dos seus buracos negros indicados através de uma linha. Esta imagem é meramente ilustrativa, não apresentando a distribuição real das galáxias e dos quasares. Crédito: © ESO/M. Kornmesser

 Novas observações obtidas com o Very Large Telescope (VLT) do ESO, no Chile, revelaram alinhamentos nas maiores estruturas descobertas no Universo até hoje. Uma equipe de pesquisa europeia descobriu que os eixos de rotação dos buracos negros centrais supermassivos numa amostra de quasares, encontram-se paralelos entre si ao longo de distâncias de bilhões de anos-luz.

 A equipe descobriu também que os eixos de rotação destes quasares tendem a alinhar-se com as enormes estruturas da rede cósmica onde residem. Os quasares são núcleos de galáxias onde existem buracos negros supermassivos ativos. Estes buracos negros encontram-se rodeados por discos de matéria em rotação extremamente quente, que é muitas vezes ejetada na direção dos seus eixos.

 Os quasares podem brilhar mais intensamente que todas as estrelas da galáxia onde se encontram. Uma equipe liderada por Damien Hutsemékers da Universidade de Lieja, na Bélgica, utilizou o instrumento FORS (FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph), montado no VLT, para estudar 93 quasares que se sabia formarem enormes grupos espalhados ao longo de bilhões de anos-luz, e que são observados quando o Universo tinha cerca de um terço da sua idade atual.

Esta simulação detalhada da estrutura em grande escala foi criada como parte do simulador Illustris. A distribuição de matéria escura é mostrada em azul e a distribuição de gás em laranja. Esta simulação no estado atual do Universo é centralizada em um enorme aglomerado de galáxias. A região apresentada está há cerca de 300 milhões anos-luz. Crédito: © Illustris Collaboration

 “A primeira coisa estranha em que reparamos foi que alguns dos eixos de rotação dos quasares estavam alinhados uns com os outros — apesar destes quasares se encontrarem separados em bilhões de anos-luz”, disse Hutsemékers.

 A equipe foi mais longe e investigou se estes eixos de rotação estariam de algum modo ligados, não apenas entre si, mas também com a estrutura em larga escala do Universo nessa época. Quando os astrônomos observaram a distribuição de galáxias em escalas de bilhões de anos-luz, descobriram que estes objetos não se encontram uniformemente distribuídos, mas formam uma rede cósmica de filamentos e nós em torno de enormes vazios onde as galáxias são mais escassas.

 Este intrigante arranjo de matéria é conhecido por estrutura em larga escala. Os novos resultados do VLT indicam que os eixos de rotação dos quasares tendem a posicionar-se paralelamente às estruturas de larga escala, nas quais se encontram, ou seja, se os quasares se encontram num filamento comprido, os spins (quando o elétron produz um campo magnético ao girar, tanto no sentido horário como no sentido anti-horário) dos seus buracos negros centrais apontarão na direção do filamento. Os pesquisadores estimam que a probabilidade destes alinhamentos serem simplesmente um resultado aleatório é menor que 1%.

Esta sequência de vídeo é uma concepção artística que apresenta esquematicamente os misteriosos alinhamentos. Este vídeo é meramente ilustrativo, não apresentando a distribuição real das galáxias e dos quasares. Crédito: © ESO/M. Kornmesser

 “A correlação entre a orientação dos quasares e a estrutura a que pertencem é uma importante previsão dos modelos numéricos de evolução do Universo”, acrescenta Dominique Sluse do Argelander-Institut für Astronomie em Bona, Alemanha, e Universidade de Lieja.

 “Estes dados nos fornecem a primeira confirmação observacional deste efeito, em escalas muito maiores do que o que tem sido observado até hoje em galáxias normais”.

 A equipe não conseguiu observar de forma direta os eixos de rotação ou os jatos dos quasares. Em vez disso, foi medida a polarização da radiação emitida por cada quasar e, para 19 deles, encontrou-se um sinal polarizado significativo. A direção desta polarização, combinada com outras informações, pôde ser utilizada para deduzir o ângulo do disco de acreção e consequentemente a direção do eixo de rotação do quasar.

 “O alinhamento nos novos dados, em escalas ainda maiores do que as atuais previsões das simulações, poderão indicar que ainda falta um ingrediente nos nossos modelos atuais do cosmo”, conclui Dominique Sluse.

Artigo científico:

‣ Fonte: European Southern Observatory (ESO)