Descoberta de 53 quasares gigantes revela jatos de até 7,2 milhões de anos-luz

Quasares gigantes ganharam um acréscimo expressivo no catálogo astronômico após uma equipe da Índia anunciar a identificação de 53 novos exemplares dotados de jatos de matéria que percorrem distâncias de até 7,2 milhões de anos-luz. O achado, divulgado no The Astrophysical Journal Supplement Series, resulta da análise de dados do Levantamento Celeste do Radiotelescópio Gigante de Ondas Métricas (GMRT), localizado próximo à cidade de Pune, e oferece novas pistas sobre a maneira como esses objetos extremos se formam, evoluem e interagem com o meio intergaláctico.

Panorama da descoberta de quasares gigantes

O núcleo do estudo concentra-se nos 53 quasares gigantes recém-identificados, selecionados dentro de um conjunto mais amplo que engloba 369 quasares de rádio catalogados pela mesma investigação. Cada um desses núcleos galácticos apresenta jatos que se estendem por milhões de anos-luz, dimensão aproximadamente cinquenta vezes superior ao diâmetro da Via Láctea. A escala impressiona porque, quando alinhados, tais jatos poderiam preencher uma sequência de 20 a 50 galáxias do tamanho da nossa.

Os pesquisadores destacam que essas estruturas colossais são detectáveis principalmente em ondas de rádio. Dentro dessas frequências, a emissão proveniente de plasma envelhecido nos lóbulos — regiões inchadas na extremidade dos jatos — surge com forte intensidade, permitindo distinguir as características de extensão, brilho e simetria de cada objeto.

Dimensões e natureza dos jatos extragalácticos

Os novos quasares gigantes exibem jatos que rivalizam com os maiores já medidos, alcançando a marca máxima de 7,2 milhões de anos-luz. Essas hastes de plasma quase relativístico emergem das proximidades de um buraco negro supermassivo situado no centro de cada galáxia hospedeira. Nem todo material que cai em direção ao buraco negro cruza o horizonte de eventos: parte da matéria é redirecionada por fortes campos magnéticos para os polos, originando feixes concentrados que se deslocam a velocidades próximas à da luz.

À medida que o tempo passa, esses feixes esculpem enormes lóbulos que, vistos em ondas de rádio, aparecem como “bolhas” luminosas. A ligação entre os dois lóbulos frequentemente se torna tênue, o que torna a identificação completa da estrutura um desafio técnico. Ainda assim, a equipe indiana conseguiu registrar detalhes suficientes para classificar cada quasar como gigante, título reservado aos que ultrapassam, por larga margem, o diâmetro médio de uma galáxia espiral.

Como o GMRT permitiu enxergar os novos quasares gigantes

O Radiotelescópio Gigante de Ondas Métricas foi decisivo na pesquisa ao operar em baixas frequências de rádio. Nesse espectro, sinais fracos e difusos, invisíveis a levantamentos de frequência mais elevada, se tornam detectáveis. O levantamento cobriu cerca de 90% de todo o céu acessível a partir de sua latitude, alcançando sensibilidade suficiente para diferenciar emissões apagadas do ruído de fundo cósmico.

Ao combinar área extensa e banda adequada, os astrônomos ampliaram significativamente a amostra global de quasares com jatos de múltiplos milhões de anos-luz. A partir da curadoria automática dos dados brutos, 369 quasares de rádio foram isolados. Em seguida, uma inspeção detalhada comprovou que 53 deles preenchiam os critérios de gigantismo definidos pelo grupo, aumentando de forma notável o inventário desse tipo de objeto.

Influência do ambiente cósmico na evolução dos jatos

Um aspecto central do estudo é a avaliação do impacto do meio intergaláctico sobre a morfologia dos jatos. A equipe observou que aproximadamente 14% dos quasares gigantes residem em regiões de alta densidade, como aglomerados de galáxias ou filamentos cósmicos onde gás, poeira e matéria escura se concentram. Nesses cenários, o jato tende a sofrer freios, desvios e até interrupções ao encontrar nuvens densas em seu caminho.

Em contrapartida, quasares localizados em ambientes mais rarefeitos exibem jatos que se expandem de forma relativamente livre, formando estruturas mais simétricas e extensas. Essa relação reforça a ideia de que a densidade circundante é um regulador direto do comprimento, da orientação e do brilho dos lóbulos de rádio.

Assimetria crescente e o retrato de um Universo turbulento

Outro achado relevante está na assimetria dos jatos. Os dois feixes emitidos por um mesmo quasar quase nunca apresentam idêntico comprimento ou luminosidade. A análise revelou que a assimetria aumenta em objetos mais distantes, isto é, observados tal como eram em épocas mais remotas do cosmos. Esse padrão sugere que, no Universo primordial, o espaço intergaláctico continha maior quantidade de gás, capaz de distorcer os jatos e tornar suas projeções menos uniformes.

Isso transforma cada quasar gigante em uma espécie de marcador temporal. Ao medir quão desequilibrados são os jatos, astrônomos podem inferir quão turbulento, denso ou rarefeito era o ambiente cósmico em diferentes eras, ajudando a reconstituir a evolução da chamada teia cósmica, rede que conecta aglomerados, filamentos e vazios de matéria.

Distribuição celeste e desafios observacionais

A cartografia elaborada pela equipe mostra pontos vermelhos e verdes representando os novos quasares gigantes espalhados por praticamente todo o céu analisado, ao lado de registros anteriores indicados em laranja e cinza. A ampla distribuição confirma que esses objetos não se concentram em uma localização específica, mas se formam em múltiplos tipos de galáxia e região cósmica.

A detecção, porém, enfrenta obstáculos técnicos. A “ponte” de emissão que une os dois lóbulos pode se perder facilmente no ruído de fundo, especialmente quando os lóbulos estão muitos milhões de anos-luz afastados. Instrumentos de baixa frequência, como o GMRT, minimizam esse problema, mas o mapeamento completo ainda exige sensibilidade extrema, processamento especializado e extensas horas de observação.

Importância científica dos novos quasares gigantes

Adicionar 53 quasares gigantes ao repertório astronômico fornece uma amostragem mais robusta para testar modelos de formação e envelhecimento de jatos de rádio. Cada objeto serve como laboratório natural para compreender os estágios avançados de atividade nuclear em galáxias. Além disso, o comportamento dos jatos diante de diferentes densidades ambientais contribui para detalhar a interação entre buracos negros supermassivos e o gás que permeia o espaço entre as galáxias.

A tendência de maior assimetria em distâncias maiores sustenta hipóteses sobre a evolução da estrutura em larga escala do Universo. Ao confrontar essas observações com simulações cosmológicas, cientistas podem refinar parâmetros que descrevem a distribuição de matéria, a turbulência do gás primordial e as condições que favoreceram o crescimento das primeiras galáxias ativas.

Com o catálogo ampliado, o próximo passo natural consiste em observar esses quasares gigantes com instrumentos complementares que atuem em outras bandas do espectro eletromagnético, comparando dados em rádio, óptico e infravermelho para aprofundar a caracterização física de cada fonte.