Quasares os devoradores do cosmo

03/01/2012 13:53

 

ESA/Wolfram Freudling

Numa noite de 1963, dois astrônomos, Jesse Greenstein e Maarten Schmidt, do California Institute of Technology, estavam usando o maior telescópio existente naquela época no mundo – o de Monte Palomar, na Califórnia – para examinar um objeto brilhante no céu. Classificado inicialmente como 3C48 (ou seja, o 48º objeto catalogado no Terceiro Catálogo de Fontes de Rádio da Universidade de Cambridge), o tal corpo parecia ter o brilho de uma estrela. Outros como ele vinham sendo detectados desde os anos 1950, quando as observações com radiotelescópios começaram a ser feitas.

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Telescópio do Monte Palomar, Califórnia

Essas pesquisas mostraram muitos pontos emitindo radiação. Ao telescópio, boa parte deles lembrava estrelas comuns, mas estrelas nunca foram grandes emissoras de ondas de rádio. Por isso mesmo, os astrônomos estavam intrigados com o enigma e, para tentar resolvê-lo, nada melhor do que estudar imagens desses objetos obtidas com os melhores telescópios ópticos.

ALGUNS QUASARES BRILHAM TANTO QUE PODEM SER OBSERVADOS ATÉ POR MEIO DE UM TELESCÓPIO CASEIRO

Ao examinar uma foto do 3C48, Greenstein pensou que ele parecia estar a uma distância imensa. Seus cálculos confirmaram isso: nada menos do que 4 bilhões de anos-luz (para efeito de comparação, a estrela mais próxima da Terra está a apenas quatro anosluz de distância). Incrédulo, Schmidt decidiu refazer as contas e chegou ao mesmo resultado. Estrela não era, com certeza: para liberar energia a ponto de ser visível a essa distância, o objeto teria de brilhar tanto quanto 50 galáxias juntas, cada qual com 100 bilhões de estrelas em média.

A descoberta desafiava tudo o que se conhecia até então sobre matéria e energia. E ganhou um nome especial: “objeto quase-estelar” (na abreviatura em inglês, QSO), ou quasar.

A partir da conclusão de Greenstein e Schmidt, outros astrônomos iniciaram uma corrida para localizar mais quasares. E eles apareceram, a distâncias inacreditáveis e emitindo uma quantidade de energia surpreendente. Alguns deles brilhavam tanto que podiam até ser observados por um astrônomo amador num telescópio caseiro. O mais próximo quasar conhecido está a 780 milhões de anos-luz. Outros, como o PKS 2000-330, visível na constelação de Sagitário, encontram-se a 15 bilhões de anos-luz da Terra – ou seja, sua luz viaja até nós desde a infância do universo.

 

 

O que são, afinal, os quasares? Os astrônomos ainda não chegaram a uma conclusão definitiva sobre isso. Segundo uma das definições mais aceitas, trata-se de gigantescos buracos negros no centro de galáxias jovens e ativas, cercados por gás superaquecido e responsáveis por liberar quantidades fabulosas de radiação. Sua massa seria de 1 milhão a 1 bilhão de vezes a massa do nosso Sol. Donas de diâmetros imensos – cerca de 500 mil anos-luz (o da Via Láctea é de “apenas” 100 mil anos-luz) –, as galáxias que os abrigam são consideradas jovens por dedução dos astrônomos, já que a observação direta é impossível: o quasar, quando novo, emite tanta luz que ofusca todas as estrelas daquele sistema.

Brilhando tanto, e a tamanha distância, os quasares inspiram alguns a vê-los como protagonistas de pantagruélicos banquetes nos confins do cosmos, nos quais seus buracos negros devoram enormes nuvens de gás, estrelas e até galáxias. Seriam, sem dúvida, vizinhos terríveis. Mas a possibilidade de um deles rondar o Sistema Solar é pequena. As enormes distâncias registradas da Terra em relação a eles – são os objetos mais distantes já vistos – e o tempo que sua luz leva para nos alcançar mostram que os quasares faziam parte do universo quando este era bem mais jovem.

ESA/C. Carreau
À medida que vai sendo sugada pelo buraco negro relacionado ao quasar, a matéria se junta numa estrutura espiralada cuja temperatura chega a milhões de graus.

Calcula-se que entre 65 mil e 100 mil quasares sejam visíveis atualmente, mas eles eram bem mais comuns há bilhões de anos. Para os astrônomos, estudar esses objetos significa não apenas investigar os extremos da matéria, mas também vislumbrar momentos essenciais da evolução do universo.

Segundo a teoria mais aceita hoje em dia, quando as primeiras galáxias surgiram, buracos negros se formaram em seus núcleos. Um buraco negro é um objeto do qual praticamente nada (nem mesmo a luz) pode escapar, e seu tamanho aumenta à medida que ele vai devorando mais matéria. Por isso, ficar no centro da galáxia é perfeito para ele, pois sempre haverá abundância de “alimento” ali. Conforme a matéria vai caindo no buraco negro, junta-se numa estrutura espiralada denominada disco de acreção, cuja temperatura sobe a vários milhões de graus. É essa matéria redemoinhando perto do buraco negro que emite quantidades gigantescas de raios X.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A maior parte da matéria segue em espiral para dentro do buraco negro e, ao passar por um ponto denominado horizonte de eventos, desaparece do universo visível. Mas simulações realizadas em computadores indicam que a radiação e os campos magnéticos presentes naquela região do espaço podem “empurrar” parte do gás capturado pelas forças gravitacionais do buraco negro e devolvê-la ao espaço, acompanhada de jatos de matéria e radiação que voam para longe do eixo de rotação do buraco negro. Esses jatos podem causar no gás espalhado na galáxia uma turbulência capaz de aniquilar campos estelares.

Se um quasar se posicionasse no centro de uma galáxia jovem, a radiação emitida por ele seria tão intensa que nenhuma forma de vida conhecida conseguiria se desenvolver. Talvez isso tenha acontecido nas primeiras fases da Via Láctea – uma suposição reforçada por evidências apresentadas no fim de 2008 por astrônomos alemães sobre a existência de um imenso buraco negro no centro da galáxia, a 27 mil anos-luz de nós, cuja massa seria 4 milhões de vezes maior do que a do Sol. Hoje em dia, bilhões de anos depois do surgimento da Via Láctea – e já sem tanta matéria com que se alimentar –, esse buraco negro está em repouso, e com isso a vida pôde florescer aqui. Em outros recantos do universo, porém, os quasares podem estar em plena atividade, banqueteando-se com gás e estrelas e despejando jatos de radiação intensa, num espetáculo de assustadora beleza.

Distâncias fabulosas 
Os cientistas calculam a distância de outros corpos celestes em relação à Terra a partir da distorção causada nas linhas espectrais do objeto (as linhas que aparecem em seu espectro e indicam tanto os elementos químicos nele presentes como suas condições físicas) pelo seu deslocamento. Se eles se aproximam do nosso planeta, apresentam-se mais azulados; se se afastam, ficam mais avermelhados.

Em geral, a luz das estrelas é mais avermelhada, uma evidência de que o universo está em expansão. Nas estrelas mais comuns, o deslocamento para o vermelho é de 0,1% (ou seja, sua luz fica 0,1% mais vermelha). No caso dos quasares, os percentuais são muito mais elevados. O 3C 273, um dos quasares pesquisados por Maarten Schmidt, do California Institute of Technology, apresentou 15,8% de deslocamento para o vermelho, o que implica afastar-se da Terra a 47 mil quilômetros por segundo e estar a 3 bilhões de anos-luz de nós. Já o PKS 2000-330, com seus 350% de deslocamento para o vermelho, encontra-se a 15 bilhões de anos-luz do nosso planeta, do qual se distancia a 276 mil quilômetros por segundo.