Os quasares foram descobertos em 1960, de uma forma
bastante interessante. Eles se mostraram aos seres humanos pela primeira
vez como fontes de ondas de rádio! Ao serem localizadas no céu, estas
fontes se apresentaram com a aparência de uma estrela azulada! Mas não
são estrelas, apenas têm a aparência peculiar de uma estrela, ou seja,
um ponto luminoso. Destas características originou-se o seu nome. A
palavra "quasar" é um acrônimo referente à expressão em inglês
"quasi-stellar radio source", ou, "fonte de rádio quase-estelar".
Muitas
galáxias emitem ondas de rádio. As ondas de rádio são ondas
eletromagnéticas, como a luz visível, mas com comprimentos de onda da
ordem de centímetros ou metros. Ora, no final da década de 1950, os
astrônomos já haviam observado muitas radiofontes, utilizando os
recém-inventados radiotelescópios. A emissão em rádio das galáxias
estende-se muito além das fronteiras de sua luz visível, geralmente, na
forma de dois enormes lobos de emissão situados em direções opostas
relativamente ao centro das galáxias. Quanto menores estes lobos mais
distante está a radiogaláxia. Acontece que haviam muitas radiofontes
cujos lobos simplesmente não existiam! O radioastrônomo norte-americano
Thomas Matthews selecionou dez destas radiofontes e determinou as suas
posições no céu.
Jack O. Burns e David Clarke -- rádio -- e National Optical Astronomy Observatories, Estados Unidos -- óptico
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Radiogaláxia Centauro A, localizada na constelação de
Centauro, onde está a estrela mais próxima de nós. Trata-se de uma
galáxia bastante peculiar onde vê-se uma galáxia de disco, espiral,
vista de perfil, sobreposta a uma galáxia elíptica, em cor branca na
imagem. Provavelmente, a galáxia espiral "caiu" sobre a gigante elíptica
e as duas estão em processo de fusão. Os enormes lobos de radioemissão
estão representados em cor azul. |
Vem em
seguida o astrônomo, também norte-americano, Allan Sandage (1926-). Ele
tomou para si a tarefa de localizar estas radiofontes, ou seja, a sua
contrapartida visível no céu. Uma das fontes, selecionadas por Matthews,
era denominada 3C 48, isto é, a quadragésima oitava radiofonte do
terceiro catálogo do Rádio-observatório de Cambridge, na Inglaterra.
Sandage
apontou o telescópio de 5 metros de diâmetro do Observatório do Monte
Palomar para a posição da radiofonte, que está localizada na constelação
do Triângulo. Ele então assinalou, na fotografia que obteve, a posição
da radiofonte e, para sua surpresa, verificou que ela coincidia com uma
fraquíssima estrela! Mas as estrelas não emitem ondas de rádio daquela
grandeza. Seria esta uma nova categoria de radiofonte, uma radioestrela?
O passo seguinte dado por Sandage foi obter um espectro da radiação
visível emitida pela estranha "estrela". Um espectro de radiação é a
distribuição da intensidade da radiação nos diversos comprimentos de
onda. As estrelas possuem espectros de radiação visível bastante
característicos, inconfundíveis. Mas o espectro daquele objeto
mostrou-se completamente diferente de qualquer espectro estelar jamais
observado! "Aquilo", definitivamente, não era uma estrela! O espectro de
um objeto astronômico permite ao astrônomo identificar, entre outras
coisas, os elementos químicos responsáveis pela radiação presente no
espectro. E Sandage, astrônomo experiente, não conseguiu identificar
nenhuma característica de qualquer elemento químico conhecido.
Tratava-se certamente de um novo habitante do Cosmos! Descoberto porque
emitia ondas de rádio, de origem até então desconhecida.
Para
completar a descoberta, entra em cena um astrônomo holandês, radicado
nos Estados Unidos: Maarten Schimdt. Ele estudou outro quasar da lista
de Matthews, 3C 273, e descobriu algo extraordinário. AAnalisando o
espectro visível de 3C 273, ele percebeu que se os comprimentos de onda
da luz fossem deslocados por cerca de 16% para comprimentos de onda
maiores, ele conseguia identificar a familiar radiação emitida pelo
átomo de hidrogênio! Esta radiação aparecia no espectro na forma de
linhas espectrais de emissão.
E mais, isto se encaixava como uma
luva no modelo da cosmologia padrão, que afirma que o universo está em
expansão. A expansão do espaço faz com que a radiação de objetos
distantes tenha o seu comprimento de onda aumentado, proporcionalmente à
distância em que o objeto se encontra. Este fato observacional fora
descoberto por Edwin Hubble (1889-1953), no final da década de 1920. Mas
para que houvesse um deslocamento de 16%, isto significaria que 3C 273
deveria estar a uma distância fabulosa de nós!
E esta idéia foi
logo aplicada a 3C 48, e ele revelou-se mais dramático: se o espectro
fosse deslocado de 37% em direção a comprimentos de ondas maiores, o
espectro revelava cristalinamente as mesmas linhas do átomo de
hidrogênio. Ele deveria, de acordo, com a cosmologia padrão estar ainda
mais distante que 3C 273. Ainda, de acordo com a cosmologia padrão -- a
cosmologia do Big Bang, ou Estrondão -- 3C 48 deve estar a mais de 5
bilhões de anos-luz e 3C 273 a aproximadamente 3 bilhões de anos-luz! A
estas distâncias, eles devem ser verdadeiros "monstros energéticos", de
forma a que os brilhos óptico e de ondas de rádio possam ser explicados.
Os quasares mais brilhantes chegam a ter um brilho intrínseco de mais
de 100.000 vezes o brilho de uma galáxia como a Via Láctea, se estiverem
realmente a estas distâncias!
Com poderia ser gerada tamanha
quantidade de energia nos quasares? Ainda não existe uma teoria completa
firmemente estabelecida. A teoria que prevalece envolve a existência de
outro objeto estranho: um buraco negro. A idéia geral, investigada
pelos astronômos, é a de que exista um buraco negro no centro dos
quasares que "engole" a matéria vizinha. Os processos de interação mútua
deste material em queda, a velocidades próximas da velocidade da luz, é
que geram a radiação observada dos quasares, os quais emitem não só no
visível e na faixa de rádio mas também em raios X e em outros
comprimentos de onda. Em geral, os quasares estão localizados no centro
de uma galáxia hospedeira. Como eles estão tão distantes, e o seu brilho
é tão grande, as galáxias hospedeiras não são claramente detectadas nas
observações. Neste cenário, os quasares estão provavelmente ligados aos
processos de formação das galáxias que vemos no universo próximo de
nós.
A propósito, os quasares são uma pequena parte de uma
grande família de objetos cósmicos denominados QSOs. QSO é a sigla em
inglês para "quasi-stellar object". Existem mais de 10.000 QSOs
catalogados, dos quais cerca de 10% emitem em radiofrequência, ou seja,
são quasares.
Como a cosmologia padrão ainda não está
definitivamente comprovada, existem astrônomos -- uma minoria, na
verdade -- que propõe uma explicação alternativa para as características
dos espectros dos quasares. Por exemplo, o astrônomo norte-americano
Halton Arp (1927-) investigou a distribuição dos QSOs localizados nas
vizinhanças de galáxias próximas de nós, e apresentou a hipótese de que
estes objetos são, na verdade, corpos ejetados a altíssimas velocidades
dos centros das galáxias. Os espectros dos quasares seriam explicados
por estas velocidades e por características intrínsecas aos mesmos ainda
não completamente entendidas. Como se vê, a pesquisa de QSOs, em geral,
e dos quasares, em particular, ainda promete muitas novidades para
todos nós!
O autor agradece o apoio financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG).
*postagem atualizada
em 07 06 2016
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