As fornalhas do Universo

A S T R O F Í S I C A
Figura 7.
O quasar 3C 273
objeto semelhante, 3C 273 (figura 7), foi identificado.
As características da radiação que ele emitia
também eram intrigantes .
Essas novas fontes de ondas de rádio foram
designadas quasares, e evidências indicam que estão
bem mais distantes que galáxias vizinhas à Via
Láctea. Hoje, já foram identificados vários quasares.
Assim como as radiogaláxias e demais NAGs, os
quasares emitem radiação do tipo sincrotrônica, na
faixa que vai das ondas de rádio aos raios X. Vários
apresentam estrutura dupla extensa que emite ondas
de rádio; outros consistem apenas de uma fonte
compacta dessa radiação.
Quasares variam sua luminosidade tanto na luz
visível quanto em ondas de rádio. Essas variações
têm períodos da ordem de um ano, mas podem ser
ainda mais rápidas, da ordem de dias a semanas.
As variações da luz visível ajudam a estimar o
tamanho real desses objetos. Estimativas mostram
que os quasares devem ter dimensões de 1 pc ou
menos, correspondendo a volumes trilhões de vezes
menores que o de uma galáxia normal.
Apesar de descobertos por sua emissão em rádio,
somente 10% dos quasares são, de fato, emissores
dessa radiação. Tudo indica que são exemplos
extremos de NAGs, tendo no entanto luminosidade
muito superior. Por exemplo, 3C 273 emite cerca de
10 40 watts, ou seja, 1.000 vezes mais que uma
galáxia espiral ordinária.
Um fato surpreendente presente em alguns quasares,
bem como em outros objetos emissores de rádio,
foi a detecção de fenômenos com velocidades aparentemente
superiores à da luz (ou ‘superluminais’).
O próprio 3C 273 é um exemplo de fonte superluminal.
Verifica-se que em certas fontes essas velocidades
chegam a aparentemente 10 vezes a velocidade
da luz! Apesar de aparentemente contrariar
a teoria da relatividade, que mostra que a velocidade
da luz no vácuo (300 mil km por segundo) é
um limite para a natureza, esses fenômenos superluminais
têm a ver, na realidade, com ejeções de nuvens
de gás pela fonte com velocidades próximas
(mas não superiores) à da luz, que apontam praticamente
para a direção do observador aqui na Terra.
Tudo indica que os quasares são os objetos mais
brilhantes e mais distantes do universo observável.
Suas luminosidades, tipicamente 100 vezes maiores
que as das galáxias mais potentes próximas à
Terra e produzidas em regiões extremamente compactas,
levantam um problema importante: qual a
sua fonte de energia
Devoradores de massa
Após a descoberta dos quasares, vários modelos
foram propostos para os NAGs. Apesar do considerável
avanço das observações nas últimas décadas,
ainda não há um modelo geral capaz de descrever
todas as propriedades dos NAGs.
Nos primeiros modelos, explosões estelares, as
supernovas, foram invocadas como fontes de energia.
Como o centro das galáxias tem grande concentração
de estrelas, é de se esperar que a taxa de
produção dessas explosões ali seja grande. Além
disso, suspeitava-se que a colisão freqüente entre
estrelas favoreceria a formação de supernovas.
Entretanto, esses modelos não eram capazes de
reproduzir muitas propriedades dos NAGs. Em
particular, não podiam explicar a formação dos jatos
bipolares. Foram assim abandonados, embora
recentemente, venham sendo invocados para explicar
propriedades de NAGs de menor potência, como
as galáxias de Seyfert.
Atualmente, o modelo mais popular e mais estudado
para os quasares e NAGs envolve um buraco
negro supermassivo (figura 8) com massa entre 10
milhões e 10 bilhões de massas solares.
A primeira característica de um NAG ou quasar
é a quantidade colossal de energia que é capaz de
produzir em um volume pequeno. NAGs muito ativos
liberam cerca de 10 53 a 10 54 joules (unidade de
energia) em 100 milhões de anos. Para se ter uma idéia
de quão grandes são esses valores, basta dizer que o
Sol terá liberado ao final de sua vida 10 44 joules em
10 bilhões de anos, correspondendo à conversão de
massa em energia, em um processo governado pela
equação E = mc 2 (onde E é a energia, m a massa e c 2
a velocidade da luz ao quadrado), deduzida pelo
físico alemão Albert Einstein (1879-1955), em sua
teoria da relatividade, publicada em 1905.
Em 10 bilhões de anos, o Sol terá aniquilado só
cinco décimos de milésimos de sua massa. Uma
galáxia normal, consistindo de cerca de 100 bilhões
de estrelas como o Sol, consome apenas 0,005 mas-
PALOMAR OBSERVATORY/CALIFORNIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY
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