Blazar Markarian 421 Com Actividade Recorde

Markarian 421 é uma galáxia activa situada a cerca de 400 milhões de anos-luz, na constelação da Ursa Maior. A comunidade astronómica está excitada com a actividade recente deste objecto, que atingiu níveis sem precedentes, em particular no que diz respeito à emissão de radiação mais energética como os raios-X e os raios gama. Esta actividade foi detectada pelos observatórios espaciais Fermi, em raios gama, e SWIFT, em raios-X. A luminosidade em raios gama da Markarian 421, por exemplo, está 4 vezes acima do normal. A observação detalhada destes episódios de maior actividade permitem aos cientistas compreender melhor as “máquinas de produção de energia” que estão na base do fenómeno das galáxias activas.

(A galáxia Markarian 421 e a sua companheira canibalizada. A estrela brilhante no centro do campo é a 51 da Ursa Maior. O campo de visão tem cerca de meio grau de lado e o norte é no topo. Crédito: Digitized Sky Survey)

As galáxias activas são assim designadas por terem núcleos particularmente energéticos que podem ser milhares de vezes mais brilhantes do que numa galáxia normal, como a Via Láctea. A fonte desta imensa energia é um buraco negro central que se pensa estar presente na região nuclear de quase todas as galáxias mas que no caso das galáxias activas está a ser “alimentado” com material: gás, poeiras, estrelas, planetas, etc.. Este material é capturado pelo campo gravitacional do buraco negro e forma um disco de acreção rotativo em torno dele. O material acumulado neste disco é acelerado a velocidades muito elevadas antes de passar o horizonte de eventos do buraco negro. Esta aceleração e a fricção aquecem o material no disco a temperaturas elevadíssimas produzindo intensa radiação ultravioleta, raios X e mesmo raios gama, a forma mais energética de radiação. O campo electromagnético intenso do disco forma jactos ao longo dos seus pólos por onde escapa uma ínfima parte do material a velocidades muito próximas da da luz. O disco de acreção é também rodeado, à distância, por um toro de gás e poeiras que, dependendo do alinhamento com a nossa linha de visão, pode obstruir parte do brilho intenso do disco.

(O disco de acreção – ponto brilhante central, e o toro de gás e poeiras que o rodeia, na zona central da galáxia activa NGC7052. Crédito: Roeland P. van der Marel (STScI), Frank C. van den Bosch (Univ. of Washington), and NASA/ESA)

Este tipo de actividade galática era mais comum quando o Universo era mais jovem e, com as galáxias ainda em formação e mais próximas, havia mais material disponível para alimentar os buracos negros centrais. No Universo actual, a maior parte das galáxias activas parecem ser abastecidas maioritariamente por material de galáxias vizinhas, canibalizadas pela intensa gravidade da galáxia hospedeira do buraco negro. Este é precisamente o caso da Markarian 421 que está a interagir com uma galáxia vizinha. Devido a um acaso, os jactos do buraco negro da Markarian 421 estão precisamente alinhados com a nossa linha de visão, evitando a obstrução do toro de poeiras que rodeia o disco de acreção, e tornando-a particularmente brilhante quando vista a partir da Terra. Galáxias activas com esta configuração geométrica designam-se de “blazars”. Note-se portanto que os níveis recorde de radiação agora observados para a Markarian 421 são gerados na sua região central, que contém o buraco negro e o disco de acreção, com um tamanho pouco maior do que o Sistema Solar!

(Os diferentes tipos de galáxias activas observados a partir da Terra resultam não de uma diferença fundamental no mecanismo de produção de energia, mas da geometria do alinhamento entre os discos de acreção e a nossa linha de visão. Nos “blazars” como a Markarian 421, esse alinhamento é perfeito. Crédito: obtida daqui)

O brilho da Markarian 421 varia ao longo do tempo, com um mínimo de magnitude 16 e um máximo de magnitude 11, passando a maior parte do tempo entre magnitude 12 e 13. Trata-se portanto de um alvo relativamente acessível para telescópios com pelo menos 15 centímetros de abertura. A sua localização junto à estrela 51 da Ursa Maior torna a sua localização particularmente fácil. Deixo-vos assim esta sugestão para uma próxima sessão de observação, um momento Monty Python – “and now for something completely different”.