RADIOFONTES EXTRAGALÁTICAS Tina Andreolla 1

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Glória Antas Brandt
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1 RADIOFONTES EXTRAGALÁTICAS Tina Andreolla 1 Radiogaláxias (RGs) e quasares (QSR) são radiofontes, ou seja, corpos que emitem enormes quantidades de radiação em baixas freqüências, sendo portanto facilmente localizados em levantamentos estatísticos de propriedades observacionais, rádio em frequências inferiores a 1 GHz (ANDREOLLA & LÜDKE, 2004). Suas partes mais importantes são: um buraco negro e um disco de acresção de gás que realiza movimentos espirais até o buraco negro, jatos e lobos (figura 1). O disco de acresção atinge velocidades rotacionais que excedem 400km/s em torno do buraco negro. Essa atividade gera jatos poderosos, que atinge o espaço quase à velocidade da luz. Os jatos de partículas carregadas em sua maioria, elétrons projetam-se para fora, saindo do plano do disco de acresção e alinhados com seu eixo de rotação. Os jatos podem ter extensão entre algumas centenas de parsecs 2 até vários megaparsecs. Figura 1: Esquema de unificação de Barthel para radiogaláxias e quasares 1 Dra em Física Área: Radioastronomia; Professora Adjunta da UTFPR Campus Pato Branco; Pesquisadora SEB/MEC 2 Unidade de medida astronômica de distância = 3,084x10 13 km.

2 Dependendo do ângulo da linha de visada (ângulo entre o observador e o eixo da fonte), radiofontes são definidas como quasares ou radiogaláxias. radiofontes extragaláticas As radiofontes são classificadas em galáticas e extragaláticas, sendo que núcleos de galáxias ativas (AGNs), supernovas em galáxias próximas, fundo cósmico de microondas (CMB), radiogaláxias e quasares, são as principais fontes de radiação extragalática (estão fora da nossa galáxia). Historicamente, o termo radiofontes galáticas foi empregado para descrever objetos tais como estrelas magnéticas como binárias de raios X, nuvens de elétrons relativísticos no meio interestelar, estrelas normais como o Sol, o núcleo da Via Láctea, regiões HII, nebulosas planetárias e restos de supernovas. O mecanismo de radiação dominante em todas estas radiofontes é a radiação sincrotrônica emitida por elétrons de alta velocidade que espiralam ao redor de linhas de campo magnéticos cósmicos. (PARKER, 1978) Observacionalmente o espectro rádio da emissão sincrotrônica segue uma lei de potência da forma S ( ν ) S ν onde S(ν ) é a densidade de fluxo em rádio e α é o índice espectral da radiofonte. Mais recentemente, foi mostrado que até mesmo jatos de radiogaláxias próximas de baixa luminosidade possuem emissão em raios X moles cujo comprimento de onda, λ, varia de 0.3-4,5 nm associada, provavelmente, à interação dinâmica entre o jato e o meio interestelar (figura 2) (WORRALL, BIRKINSHAW & HARDCASTLE, 2001), em comparação com outros casos detectados na literatura como 3C295 (figura 3) (HARRIS et. al., 2000). Em particular, a radiogaláxia 3C120 (figura 2) mostra não somente uma intensa emissão em raios X associada ao jato em rádio como visto pelo satélite CHANDRA (HARRIS et. al.,1999), mas também a presença de um grande número de componentes relativísticas compactas ao longo do jato, que, por sua vez, exibem movimentos superluminais (GÓMEZ et. al., ver figura 2). = 0 α

3 Figura 2: Seqüência de mapas em rádio de 3C120, obtidos por JL Gomez e co-trabalhadores. Figura 3a: Imagem de 3C95 no ótico Figura 3b: Imagem de 3C95 em rádio

4 Os dados disponíveis até o momento, indicam que a produção de radiação de alta energia pode estar associada ao o comportamento de ondas de choque internas ao jato, que podem ser vistas em imagens VLBI. (HUGHES, et. al.,1995) Figura 3: Estrutura das componentes superluminais da radiofonte EGRET 3C120 e sua variação estrutural entre os meses de novembro e dezembro de 1996 (GÓMEZ et. al., 1998), mostrando a grande velocidade aparente entre as frentes de choque que se propagam ao longo do jato (símbolos de A-G), oriundas do núcleo situado a extrema esquerda. A presença de jatos em radiofontes extragaláticas e as semelhanças morfológicas e estatísticas entre os jatos e o núcleo, sugerem que a ocorrência de jatos seja um aspecto universal das AGNS. A emissão em rádio do jato surge, presumivelmente, da dissipação na transferência de energia do núcleo para as estruturas estendidas. As imagens com interferômetro de muito longa linha de base (VLBI) mostra uma quantidade de nós se movendo nos jatos com dimensões de algumas dezenas de parsecs. Radiogaláxias e quasares, segundo alguns pesquisadores, podem apresentar a mesma estrutura intrínsica. Sua aparência em imagens em rádio consiste em um núcleo, jatos de emissão, lobos e hotspots, que são definidos morfológicamente de acordo com o esquema ilustrado na figura 4. Figura 4: Aspectos morfológicos principais e características do material da radiofonte segundo imagens obtidas com VLA paraa rádiogaláxias próximas

5 Na aparência de radiogaláxias o contra-jato é difícil de ser detectado e é menos intenso pois, emite a radiação na direção oposta ao observador. Já a componente na direção do observador, o jato, é muito mais visível e forte devido ao efeito de amplificação. (Ver vídeo: Jato é qualquer estrutura que seja pelo menos quatro vezes mais longa que larga, quando visto em imagens em rádio com suficiente resolução espacial, deve apresentar-se como uma estrutura distinta de qualquer componente estendida e, a intensidade do núcleo deve ser constante com a freqüência, pois espera-se que devido à altas densidades, a radiação sincrotrônica seja auto absorvida pelo material relativístico. Radiofontes, podem ser subdivididas, ainda, em extensas ou compactas, dependendo do tamanho das estruturas estendidas em relação a imagem obtida no espectro ótico. Essas estruturas são o jato que é a estrutura mais luminosa da radiofonte, o lobo composto do material do jato que ao ser perdido para o meio interestelar se resfria ao sofrer expansão adiabática, e contra-lobo que é visto no lado oposto da propagação do jato, Estas estruturas são observadas na imagem do quasar 3C14, o qual é uma fonte extensa (figura 5) sendo que ao Norte visualiza-se o contra-lobo e ao Sul tem-se o jato com o lobo em sua parte mais externa. (ANDREOLLA, 2002 e LÜDKE, ANDREOLLA & COELHO, 2004). Fontes compactas são fontes cujas estruturas vistas em rádio não se estendem para fora de sua galáxia hospedeira. Figura 5: estruturas vistas em rádio do quasar 3C14 em 5GHz, obtida com o VLA. (ANDREOLLA, 2002)

6 REFERENCIAS ANDREOLLA, T., LüDKE, E. Structures of magnetic fields in compact steepspectrum jets from VLBA multifrequency observartions. In: IAU Symposium 222 The Interplay Among Black Holes, Stars and ISM in Galactic Nuclei, 2004, Gramado, RS, Brazil. Proceedings of the IAU Symposium 222 The Interplay Among Black Holes, Stars and ISM in Galactic Nuclei. Cambridge, Reino Unido: Cambridge University Press, v p BARTHEL, P. D., et. al., 1988, ApJ, 329, L51. PARKER, R. A. R., ApJ., 224, 873. WORRALL, D.M., BIRKINSHAW, M., HARDCASTLE, M.J., 2001, MNRAS, 326, L7. HARRIS, D.E., et. al., 1999, ApJ, 518, 123. HUGHES, P. A., Aller, H. D., Aller, M. F., ApJ., 298, 301. GÓMEZ J.L.,et. al., 1998, IAU Coll 164: Radio emission from galactic and extragalactic compact sources, Eds. J.A. Zensus, G.B. Taylor, J.M.Wrobel, PASP press, San Francisco, p ANDREOLLA, T., 2002, Análise das Morfologias dos Quasares 3C9 e 3C14 Realizada com o VLA, In: Dissertação de Mestrado, UFSM, Brasil. LÜDKE, E., ANDREOLLA, T., COELHO, S. X., NETO, O. F. L., 2004, IAUS, 222, 333.

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