Esta imagem do Telescópio Espacial James Webb do quasar RX J1131-1231 destaca lentes gravitacionais, ampliando o quasar para permitir um estudo detalhado de suas propriedades e da matéria escura ao redor. Emissões de raios X sugerem que o buraco negro está girando rapidamente, provavelmente devido a fusões de galáxias. Crédito: ESA/Webb, NASA & CSA, A. Nierenberg
A imagem de RX J1131-1231 de Webb usa lentes gravitacionais para explorar a quasar‘s buraco negro e matéria escura, revelando detalhes sobre seu crescimento e a composição de massa do universo.
Esta nova Telescópio Espacial James Webb a imagem apresenta a lente gravitacional do quasar conhecido como RX J1131-1231, localizado a aproximadamente seis bilhões de anos-luz da Terra na constelação de Crater. É considerado um dos quasares com melhor lente descobertos até o momento, pois a galáxia em primeiro plano mancha a imagem do quasar de fundo em um arco brilhante e cria quatro imagens do objeto.
Lentes gravitacionais, previstas pela primeira vez por Einstein, oferecem uma rara oportunidade de estudar regiões próximas ao buraco negro em quasares distantes, agindo como um telescópio natural e ampliando a luz dessas fontes. Toda a matéria no Universo distorce o espaço ao seu redor, com massas maiores produzindo um efeito mais forte. Ao redor de objetos muito massivos, como galáxias, a luz que passa perto segue esse espaço distorcido, parecendo se curvar para longe de seu caminho original por uma quantidade claramente visível. Uma das consequências das lentes gravitacionais é que elas podem ampliar objetos astronômicos distantes, permitindo que os astrônomos estudem objetos que, de outra forma, seriam muito fracos ou distantes.
O Telescópio Espacial James Webb capturou uma imagem do quasar RX J1131-1231, que está localizado a seis bilhões de anos-luz de distância e demonstra os efeitos das lentes gravitacionais, ampliando o quasar distante em um arco brilhante e múltiplas imagens. Crédito: ESA/Webb, NASA & CSA, A. Nierenberg
Medições da emissão de raios X de quasares podem fornecer uma indicação de quão rápido o buraco negro central está girando e isso dá aos pesquisadores pistas importantes sobre como os buracos negros crescem ao longo do tempo. Por exemplo, se um buraco negro cresce principalmente a partir de colisões e fusões entre galáxias, ele deve acumular material em um disco estável, e o fornecimento constante de novo material do disco deve levar a um buraco negro girando rapidamente. Por outro lado, se o buraco negro crescesse por meio de muitos pequenos episódios de acreção, ele acumularia material de direções aleatórias. Observações indicaram que o buraco negro neste quasar em particular está girando a mais da metade da velocidade da luz, o que sugere que este buraco negro cresceu por meio de fusões, em vez de puxar material de direções diferentes.
Esta imagem foi capturada com Webb’s MEU DEUS (Mid-Infrared Instrument) como parte de um programa de observação para estudar a matéria escura. A matéria escura é uma forma invisível de matéria que responde pela maior parte da massa do Universo. As observações de quasares de Webb estão permitindo que os astrônomos investiguem a natureza da matéria escura em escalas menores do que nunca.
