Jato astrofísico: diferenças entre revisões

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.
Explorar interativamente o histórico
← Ver a alteração anteriorVer a alteração posterior →
Conteúdo apagado Conteúdo adicionado
VisualTexto wiki
Removendo "Galaxies-AGN-Inner-Structure.svg", por ter sido apagado no Commons por P199: per c:Commons:Deletion requests/File:Galaxies-AGN-Inner-Structure.svg
Linha 1: Linha 1:
Um '''jato astrofísico''' é um fenômeno [[Astronomia|astronômico]] onde fluxos de matéria [[Ionização|ionizada]] são emitidos como um feixe estendido ao longo do [[Movimento de rotação|eixo de rotação]].<ref>{{citar periódico|último=Beall |primeiro=J. H. |data=2015|título=A Review of Astrophysical Jets|url=https://pos.sissa.it/archive/conferences/246/058/MULTIF15_058.pdf |periódico=[[Proceedings of Science]]||página=58|bibcode=2015mbhe.confE..58B|acessodata=19-02-2017}}</ref> Quando essa matéria muito acelerada no feixe se aproxima da [[velocidade da luz]], os jatos astrofísicos tornam-se '''jatos relativísticos''', pois mostram efeitos da [[relatividade especial]].
:''A versão [[partícula relativística|não relativística]] de baixa energia deste fenômeno é descrita em [[jato polar]].''


A formação e alimentação de jatos astrofísicos são fenômenos altamente complexos que estão associados a muitos tipos de fontes astronômicas de alta energia. Eles provavelmente surgem de interações dinâmicas dentro de [[discos de acreção]], cujos processos ativos são comumente conectados a objetos centrais compactos, como [[buracos negros]], [[estrelas de nêutrons]] ou [[pulsares]]. Uma explicação é que os [[campos magnéticos]] emaranhados são organizados para direcionar dois feixes diametralmente opostos para longe da fonte central por ângulos de apenas alguns graus de largura {{nowrap|(c. > 1%).<ref name="Kundt">{{citar periódico|último=Kundt |primeiro=W.|ano=2014|título=A Uniform Description of All the Astrophysical Jets |url=https://pos.sissa.it/archive/conferences/237/025/FRAPWS2014_025.pdf |periódico=[[Proceedings of Science]]||página=58 |bibcode=2015mbhe.confE..58B|acessodata=19-02-2017}}</ref>}} Os jatos também podem ser influenciados por um efeito de [[relatividade geral]] conhecido como [[arrasto de referenciais]].<ref>{{citar periódico|último=Miller-Jones|primeiro=James|data=abril de 2019|título=A rapidly changing jet orientation in the stellar-mass black-hole system V404 Cygni|periódico=Nature|volume=569 |número=7756||página=374–377|doi=10.1038/s41586-019-1152-0|pmid=31036949|arxiv=1906.05400 |bibcode=2019Natur.569..374M |s2cid=139106116|url=https://eprints.soton.ac.uk/431852/1/A_rapidly_changing_jet_orientation_in_the_stellar_mass_black_hole_system_V404_Cygni.pdf}}</ref>


A maioria dos jatos maiores e mais ativos são criados por [[buracos negros supermassivos]] no centro de [[Núcleo galáctico ativo|galáxias ativas]], como [[quasares]] e [[galáxias de rádio]] ou dentro de [[aglomerados de galáxias]].<ref>{{citar periódico|ano=2014 |título=A review of Astrophysical Jets|periódico=Acta Polytechnica CTU Proceedings|volume=1|número=1||página=259–264 |bibcode=2014mbhe.conf..259B |doi=10.14311/APP.2014.01.0259|último1=Beall|primeiro1=J. H|doi-access=free}}</ref> Outros objetos astronômicos que contêm jatos incluem [[estrelas variáveis]] cataclísmicas, [[binários de raios-X]] e [[explosões de raios gama]]. Jatos em uma escala muito menor (~[[parsec]]s) podem ser encontrados em regiões de [[formação de estrelas]], incluindo [[estrelas T Tauri]] e [[objetos Herbig-Haro]]; esses objetos são parcialmente formados pela interação de jatos com o [[meio interestelar]]. Os [[Fluxo bipolar|fluxos bipolares]] também podem estar associados a [[protoestrela]]s,<ref>{{citar web|data=27-12-2007|título=Star sheds via reverse whirlpool|url=http://www.astronomy.com/news/2007/12/star-sheds-via-reverse-whirlpool|website=Astronomy.com|acessodata=26-05-2015}}</ref> ou a estrelas evoluídas [[Protonebulosa planetária|pós-AGB]], [[nebulosas planetárias]] e [[nebulosas bipolares]].


== Jatos relativísticos ==
'''Jatos relativísticos''' são jatos extremamente poderosos de [[plasma]] que emergem dos centros de algumas [[Galáxia#Núcleo ativo|galáxias ativas]], notavelmente [[radiogaláxia]]s e [[quasar]]es. Seus comprimentos podem atingir vários milhares<ref>Biretta, J. (1999, January 6). Hubble Detects Faster-Than-Light Motion in Galaxy M87 (http://www.stsci.edu/ftp/science/m87/m87.html)</ref> ou mesmo centenas de milhares de anos luz.<ref>Yale University - Office of Public Affairs (2006, June 20). Evidence for Ultra-Energetic Particles in Jet from Black Hole (http://www.yale.edu/opa/newsr/06-06-20-01.all.html)</ref> Acredita-se que a torção dos campos magnéticos no disco de acreção [[luz colimada|colima]] o fluxo ao longo dos eixos de rotação do objeto central, assim, com condições favoráveis, um jato emerge de cada face do disco de acreção. Se o jato for orientado ao longo da linha de visão da Terra, o [[brilho relativístico]] muda seu brilho aparente. Mecanismos comuns para a criação dos jatos<ref>Meier, L. M. (2003). The Theory and Simulation of Relativistic Jet Formation: Towards a Unified Model For Micro- and Macroquasars, 2003, ''New Astron. Rev. '', '''47''', 667. (http://arxiv.org/abs/astro-ph/0312048)</ref><ref>Semenov, V.S., Dyadechkin, S.A. and Punsly (2004, August 13). Simulations of Jets Driven by Black Hole Rotation. ''Science'', '''305''', 978-980. (http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/sci;305/5686/978?maxtoshow=&HITS=10&hits=10&RESULTFORMAT=&fulltext=relativistic+jet&searchid=1&FIRSTINDEX=10&resourcetype=HWCIT)</ref> e a composição dos jatos<ref>Georganopoulos, M.; Kazanas, D.; Perlman, E.; Stecker, F. (2005) Bulk Comptonization of the Cosmic Microwave Background by Extragalactic Jets as a Probe of their Matter Content, ''The Astrophysical Journal '', '''625''', 656. (http://arxiv.org/abs/astro-ph/0502201)</ref> ainda são matéria de muito debate na comunidade científica. Acredita-se que os jatos são compostos de uma mistura eletricamente neutra de [[elétrons]], [[pósitron]]s e [[prótons]] em alguma proporção.
{{anchor|Jatos relativísticos}}
[[Imagem:A view of the M87 supermassive black hole in polarised light.tif|thumb|right|300px|Uma visão do [[buraco negro supermassivo]] [[M87*]] em luz polarizada, obtida pelo [[Event Horizon Telescope]]. A direção das linhas sobre a intensidade total marca a orientação da polarização, a partir da qual a estrutura do [[campo magnético]] ao redor do [[buraco negro]] pode ser determinada]]
Jatos relativísticos são feixes de matéria [[Ionização|ionizada]] acelerados perto da [[velocidade da luz]]. A maioria foi observacionalmente associada a [[buracos negros]] centrais de algumas [[galáxias ativas]], [[galáxias de rádio]] ou [[quasares]] e também a [[buracos negros]], [[estrelas de nêutrons]] ou [[pulsares]]. Os comprimentos dos feixes podem se estender entre vários milhares,<ref>{{citar web|último=Biretta |primeiro=J.|data=6-01-1999|título=Hubble Detects Faster-Than-Light Motion in Galaxy M87 |url=http://www.stsci.edu/ftp/science/m87/m87.html}}</ref> centenas de milhares<ref>{{citar web|título=Evidence for Ultra-Energetic Particles in Jet from Black Hole|url=http://news.yale.edu/2006/06/20/evidence-ultra-energetic-particles-jet-black-hole|data=20-06-2006|publicado=Yale University – Office of Public Affairs|arquivourl=https://web.archive.org/web/20080513034113/http://www.yale.edu/opa/newsr/06-06-20-01.all.html|arquivodata=2008-05-13}}</ref> ou milhões de [[parsec]]s.<ref name="Kundt" /> As velocidades dos jatos ao se aproximarem da velocidade da luz mostram efeitos significativos da teoria da [[relatividade especial]]; por exemplo, [[radiação relativística]] que altera o brilho aparente do feixe.<ref>{{citar periódico|último1=Semenov |primeiro1=V.|último2=Dyadechkin |primeiro2=S.|último3=Punsly |primeiro3=B.|ano=2004|título=Simulations of Jets Driven by Black Hole Rotation|periódico=[[Science (journal)|Science]]|volume=305 |número=5686 ||página=978–980|arxiv=astro-ph/0408371|bibcode=2004Sci...305..978S|doi=10.1126/science.1100638|pmid=15310894|s2cid=1590734|url=http://cds.cern.ch/record/789685}}</ref>


[[Ficheiro:M87 jet.jpg|thumb|left|[[Messier 87|Galáctia elíptica M87]] emitindo um jato relativístico, como vista pelo detector [[WFPC2]] do [[Telescópio Espacial Hubble]] no [[espectro visível]].]]
[[Imagem:M87 jet.jpg|thumb|left|[[Galáxia elíptica]] [[Messier 87|M87]] emitindo um jato relativístico, visto pelo [[Telescópio Espacial Hubble]]]]


Buracos negros centrais massivos em [[galáxia]]s têm os jatos mais poderosos, mas sua estrutura e comportamento são semelhantes aos de estrelas de nêutrons menores e buracos negros. Esses sistemas de [[buracos negros supermassivos]] são frequentemente chamados de [[microquasar]]es e mostram uma grande variedade de velocidades. O jato [[SS 433]], por exemplo, tem velocidade média de 0.26[[Velocidade da luz|c]].<ref>{{citar periódico|último1=Blundell |primeiro1=Katherine |título=Jet Velocity in SS 433: Its Anticorrelation with Precession-Cone Angle and Dependence on Orbital Phase |periódico=The Astrophysical Journal |data=dezembro de 2008 |volume=622 |número=2 |página=129 |doi=10.1086/429663 |arxiv=astro-ph/0410457 |url=https://www.researchgate.net/publication/230936232 |acessodata=15-01-2021|doi-access=free }}</ref> A formação de jatos relativísticos também pode explicar as [[explosões de raios gama]] observadas.
Jatos similares, apesar de em uma escala bem menor, podem se desenvolver em torno de discos de acreção de [[estrela de nêutron|estrelas de nêutrons]] e [[buraco negro estelar|buracos negros estelares]]. Estes sistemas são geralmente chamados de [[microquasar]]es. Um exemplo famoso é [[SS433]], cujos jatos observados tem uma velocidade de 0,23[[velocidade da luz|c]], apesar de outros microquasares parecerem ter velocidades muito maiores (mas que ainda não foram medidas o suficiente). Mesmo jatos mais fracos e menos relativísticos podem ser associados com muitos sistemas binários; o mecanismo de aceleração destes jatos pode ser similar ao processo de [[reconexão magnética]] observados na [[magnetosfera]] terrestre e o [[vento solar]].


Os mecanismos por trás da composição dos jatos permanecem incertos,<ref>{{citar periódico|último1=Georganopoulos |primeiro1=M. |último2=Kazanas |primeiro2=D.|último3=Perlman |primeiro3=E.|último4=Stecker |primeiro4=F. W. |ano=2005|título=Bulk Comptonization of the Cosmic Microwave Background by Extragalactic Jets as a Probe of Their Matter Content|periódico=[[The Astrophysical Journal]] |volume=625 |número=2 ||página=656–666|arxiv=astro-ph/0502201|bibcode=2005ApJ...625..656G|doi=10.1086/429558 |s2cid=39743397}}</ref> embora alguns estudos favoreçam modelos em que os jatos são compostos de uma mistura eletricamente neutra de [[Núcleo atómico|núcleos]], [[elétrons]] e [[pósitrons]], enquanto outros são consistentes com jatos compostos de plasma pósitron-elétron.<ref>{{citar periódico|último1=Hirotani |primeiro1=K.|último2=Iguchi |primeiro2=S.|último3=Kimura |primeiro3=M.|último4=Wajima |primeiro4=K.|ano=2000|título=Pair Plasma Dominance in the Parsec‐Scale Relativistic Jet of 3C 345|periódico=[[The Astrophysical Journal]]|volume=545 |número=1 ||página=100–106|bibcode=2000ApJ...545..100H|doi=10.1086/317769|arxiv = astro-ph/0005394 |s2cid=17274015}}</ref><ref name="brandeis.edu">[http://pc.astro.brandeis.edu/pdfs/elec-pos.pdf Electron–positron Jets Associated with Quasar 3C 279]</ref><ref name="auto">{{citar web|último1=Naeye |primeiro1=R.|último2=Gutro |primeiro2=R.|data=2008-01-09|título=Vast Cloud of Antimatter Traced to Binary Stars|url=http://www.nasa.gov/centers/goddard/news/topstory/2007/antimatter_binary.html|publicado=[[NASA]]}}</ref> Espera-se que núcleos de traços varridos em um jato relativístico de pósitron-elétron tenham energia extremamente alta, pois esses núcleos mais pesados devem atingir velocidade igual à velocidade do pósitron e do elétron.
Acredita-se que a formação dos jatos relativísticos é a chave para explicar das [[erupção de raios gama|erupções de raios gama]]. Estes jatos tem um [[transformação de Lorentz|fator de Lorentz]] de ~ 100 (ou seja, velocidades aproximadas de 0,99995[[velocidade da luz|c]]), o que os torna os objetos mais rápidos conhecidos atualmente.


==Buracos negros girantes como fonte de energia==
== Rotação como possível fonte de energia ==
Devido à enorme quantidade de energia necessária para lançar um jato relativístico, acredita-se que alguns jatos sejam movidos por [[buraco negro|buracos negros]] girantes. Existem duas teorias concorrentes para explicar como a energia é transferida do buraco negro para o jato.
Por causa da enorme quantidade de energia necessária para lançar um jato relativístico, alguns jatos são possivelmente alimentados por [[buracos negros]] giratórios. No entanto, a frequência de fontes astrofísicas de alta energia com jatos sugere combinações de diferentes mecanismos indiretamente identificados com a energia dentro do [[disco de acreção]] associado e as emissões de [[raios-X]] da fonte geradora. Duas teorias iniciais foram usadas para explicar como a energia pode ser transferida de um buraco negro para um jato astrofísico:
* ''Processo [[Roger Blandford|Blandford]]-Znajek''<ref>Blandford, R. D., Znajek, R. L. (1977), ''Monthly Notices of the Royal Astronomical Society'', 179, 433</ref> Esta é a teoria mais popular para extrair energia de um buraco negro central. Os campos magnéticos em torno do disco de acreção são arrastados pelo giro do buraco negro. O material relativístico possivelmente é lançado pelo fortalecimento das linhas de campo.
* ''Mecanismo de [[Processo Penrose|Penrose]]''.<ref>Penrose, R. (1969). Gravitational collapse: The role of general relativity. ''Nuovo Cimento Rivista'', Numero Speciale '''1''', 252-276.</ref> Este mecanismo extrai energia de um buraco negro em rotação pelo [[arrasto de referenciais]]. Mais tarde provou-se que esta teoria permitiria extrair energia e momentum de uma partícula relativística,<ref>Williams, R. K. (1995, May 15). Extracting x rays, Ύ rays, and relativistic e<sup>-</sup>e<sup>+</sup> pairs from supermassive Kerr black holes using the Penrose mechanism. ''Physical Review'', '''51'''(10), 5387-5427.</ref> e subsequentemente se mostrou que é um dos mecanismos possíveis para a formação dos jatos.<ref>Williams, R. K. (2004, August 20). Collimated escaping vortical polar e<sup>-</sup>e<sup>+</sup> jets intrinsically produced by rotating black holes and Penrose processes. ''The Astrophysical Journal'', '''611''', 952-963. (http://arxiv.org/abs/astro-ph/0404135)</ref>


* ''[[Processo Blandford-Znajek]]''.<ref>{{citar periódico|último1=Blandford |primeiro1=R. D.|último2=Znajek |primeiro2=R. L.|ano=1977|título=Electromagnetic extraction of energy from Kerr black holes|periódico=[[Monthly Notices of the Royal Astronomical Society]]|volume=179 |número=3 ||página=433|bibcode=1977MNRAS.179..433B|doi=10.1093/mnras/179.3.433|arxiv=astro-ph/0506302}}</ref> Essa teoria explica a extração de energia de [[campos magnéticos]] ao redor de um disco de acreção, que são arrastados e torcidos pelo giro do buraco negro. O material relativístico é então lançado de maneira viável pelo aperto das linhas de campo.
⚫
==Outras imagens==
* ''[[Processo Penrose|Mecanismo Penrose]]''.<ref>{{citar periódico|último1=Penrose |primeiro1=R.|ano=1969|título=Gravitational Collapse: The Role of General Relativity|periódico=[[Rivista del Nuovo Cimento]]|volume=1 ||página=252–276|bibcode=1969NCimR...1..252P}} Reimpresso em: {{citar periódico|último1=Penrose |primeiro1=R.|ano=2002|título="Golden Oldie": Gravitational Collapse: The Role of General Relativity|periódico=[[General Relativity and Gravitation]]|volume=34 |número=7 ||página=1141–1165|bibcode=2002GReGr..34.1141P |doi=10.1023/A:1016578408204|s2cid=117459073}}</ref> Aqui, a energia é extraída de um buraco negro giratório por [[arrasto de referenciais]], que mais tarde foi teoricamente comprovado como capaz de extrair energia e momento relativísticos de partículas<ref>{{citar periódico|último=Williams |primeiro=R. K.|ano=1995|título=Extracting X-rays, Ύ-rays, and relativistic e<sup>−</sup>e<sup>+</sup> pairs from supermassive Kerr black holes using the Penrose mechanism|periódico=[[Physical Review]] |volume=51 |número=10 ||página=5387–5427|bibcode=1995PhRvD..51.5387W|doi=10.1103/PhysRevD.51.5387|pmid=10018300}}</ref> e, posteriormente, mostrou ser um possível mecanismo para a formação de jatos.<ref>{{citar periódico|último1=Williams |primeiro1=R. K. |ano=2004|título=Collimated Escaping Vortical Polar e−e+Jets Intrinsically Produced by Rotating Black Holes and Penrose Processes |periódico=[[The Astrophysical Journal]]|volume=611 |número=2 ||página=952–963|arxiv=astro-ph/0404135 |bibcode=2004ApJ...611..952W|doi=10.1086/422304|s2cid=1350543}}</ref> Este efeito inclui o uso de [[gravitomagnetismo]] relativista geral.
<center>

== Jatos relativísticos de estrelas de nêutrons ==
[[Imagem:Lighthouse nebula.jpg|thumb|O [[pulsar]] [[IGR J11014-6103]] com origem remanescente de [[supernova]], [[nebulosa]] e jato]]
Jatos também podem ser observados a partir de [[estrelas de nêutrons]] giratórias. Um exemplo é o [[pulsar]] [[IGR J11014-6103]], que possui o maior jato já observado na [[Via Láctea]], e cuja velocidade é estimada em 80% da [[velocidade da luz]] (0.8c). Observações de [[raios-X]] foram obtidas, mas não há assinatura de rádio detectada nem [[disco de acreção]].<ref>{{citar web|url=http://chandra.harvard.edu/photo/2012/igrj11014/|título=Chandra :: Photo Album :: IGR J11014-6103 :: June 28, 2012}}</ref><ref>{{citar periódico|último1=Pavan |primeiro1=L.|display-authors=etal|ano=2015|título=A closer view of the IGR J11014-6103 outflows |periódico=Astronomy & Astrophysics|volume=591||página=A91|arxiv=1511.01944 |bibcode=2016A&A...591A..91P|doi=10.1051/0004-6361/201527703|s2cid=59522014}}</ref> Inicialmente, presumia-se que este pulsar girava rapidamente, mas medições posteriores indicam que a taxa de rotação é de apenas 15.9 Hz.<ref>{{citar periódico|último1=Pavan |primeiro1=L.|display-authors=etal|ano=2014 |título=The long helical jet of the Lighthouse nebula, IGR J11014-6103 |url=http://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2014/02/aa22588-13.pdf|periódico=[[Astronomy & Astrophysics]]|volume=562 |número=562 ||página=A122|arxiv=1309.6792 |bibcode=2014A&A...562A.122P |doi=10.1051/0004-6361/201322588|s2cid=118845324}} Long helical jet of Lighthouse nebula page 7</ref><ref>{{citar periódico|último1=Halpern |primeiro1=J. P.|display-authors=etal|ano=2014|título=Discovery of X-ray Pulsations from the INTEGRAL Source IGR J11014-6103|periódico=[[The Astrophysical Journal]]|volume=795 |número=2 ||página=L27 |arxiv=1410.2332|bibcode=2014ApJ...795L..27H |doi=10.1088/2041-8205/795/2/L27|s2cid=118637856}}</ref> Uma taxa de rotação tão lenta e a falta de material de acreção sugerem que o jato não é movido por rotação nem por acreção, embora pareça alinhado com o eixo de rotação do pulsar e perpendicular ao movimento verdadeiro do pulsar.
{{limpar}}
⚫
== Outras imagens ==
<gallery>
<gallery>
Ficheiro:NGC_5128.jpg|[[Centaurus A]] em raios x mostrando o jato relativístico
Imagem:NGC 5128.jpg|[[Centaurus A]] em [[raios-x]] mostrando o jato relativístico
Ficheiro:Onde-radioM87.jpg|O jato de M87 visto pelo telescópio [[Very Large Array]] na [[ondas de rádio|frequência de rádio]] (O campo de visão é maior e rotacionado com respeito a imagem acima).<ref> {{Link |1=en |2=http://arxiv.org/abs/1404.0014 |3=MOJAVE: Monitoring of Jets in Active Galactic Nuclei with VLBA Experiments. XI. Spectral distributions}}<br> '''MJNAEV: Monitoramento dos Jatos em Núcleos Galácticos Ativos com Experimentos com VLBA. XI. Distribuições Espectrais''' </ref>
File:Onde-radioM87.jpg|O jato M87 visto pelo [[Very Large Array]] em [[radiofrequência]] (o campo de visão é maior e girado em relação à imagem acima)
Imagem:HST-3C66B-jet-O5BQ06010.gif|Hubble Legacy Archive Imagem Near-[[Radiação ultravioleta|UV]] do jato relativístico em [[3C 66B]]
Imagem:hs-2015-19-a-small web.jpg|Galáxia [[NGC 3862]], um jato extragaláctico de material movendo-se quase à [[velocidade da luz]]
Imagem:Hubble Sees the Force Awakening in a Newborn Star (23807356641).jpg|Alguns dos jatos em [[HH 24-26]], que contém a maior concentração de jatos conhecidos em qualquer lugar no céu
</gallery>
</gallery>
</center>
<div style="clear: both"></div>

{{Referências}}


== Ver também ==
== Ver também ==
* [[Disco de acreção]]
{{div col}}
* [[Fluxo bipolar]]

* [[Fluxo molecular bipolar]]
* [[Processo Blandford-Znajek]]
* [[CGCG 049-033]] – [[Galáxia elíptica]] localizada a 600 milhões de [[anos-luz]] da [[Terra]], conhecido por ter o jato galáctico mais longo descoberto.
* [[Projeto MOJAVE]]
* [[Lista de artigos de física de plasma]]

{{div col end}}

== Bibliografia ==
* [[Fulvio Melia|Melia, Fulvio]], ''The Edge of Infinity. Supermassive Black Holes in the Universe'' 2003, [[Cambridge University Press]], ISBN 978-0-521-81405-8 (Cloth)


{{referências}}


== Ligações externas ==
== Ligações externas ==
* [http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/990923a.html NASA – Ask an Astrophysicist: Black Hole Bipolar Jets]
* [http://www.space.com/scienceastronomy/blackhole_jets_040817.html SPACE.com – Twisted Physics: How Black Holes Spout Off]
* {{citar arXiv|eprint=astro-ph/0107228v1 |último1=Blandford |primeiro1=Roger |título=Compact Objects and Accretion Disks |último2=Agol |primeiro2=Eric |último3=Broderick |primeiro3=Avery |último4=Heyl |primeiro4=Jeremy |último5=Koopmans |primeiro5=Leon |último6=Lee |primeiro6=Hee-Won |ano=2001}}
* [https://www.youtube.com/watch?v=nf7W-WfKxLM Hubble Video Shows Shock Collision inside Black Hole Jet] ([http://www.nasa.gov/feature/goddard/hubble-video-shows-shock-collision-inside-black-hole-jet Article])


{{controle de autoridade}}
*{{Link |1=en |2=http://www.physics.purdue.edu/MOJAVE/ |3=MOJAVE (Monitoring Of Jets in Active galactic nuclei with VLBA Experiments)}}
'''MJNAEV (Monitoramento dos Jatos em Núcleos Galácticos Ativos com Experimentos com VLBA)'''

{{Galáxias}}
{{Portal3|Ciência|Física}}


{{DEFAULTSORT:Jato Relativistico}}
[[Categoria:Astrofísica]]
[[Categoria:Astrofísica]]
[[Categoria:Física de plasmas]]
[[Categoria:Buracos negros]]
[[Categoria:Conceitos em astronomia]]

Revisão das 19h52min de 26 de abril de 2022

Um jato astrofísico é um fenômeno astronômico onde fluxos de matéria ionizada são emitidos como um feixe estendido ao longo do eixo de rotação.[1] Quando essa matéria muito acelerada no feixe se aproxima da velocidade da luz, os jatos astrofísicos tornam-se jatos relativísticos, pois mostram efeitos da relatividade especial.

A formação e alimentação de jatos astrofísicos são fenômenos altamente complexos que estão associados a muitos tipos de fontes astronômicas de alta energia. Eles provavelmente surgem de interações dinâmicas dentro de discos de acreção, cujos processos ativos são comumente conectados a objetos centrais compactos, como buracos negros, estrelas de nêutrons ou pulsares. Uma explicação é que os campos magnéticos emaranhados são organizados para direcionar dois feixes diametralmente opostos para longe da fonte central por ângulos de apenas alguns graus de largura (c. > 1%).[2] Os jatos também podem ser influenciados por um efeito de relatividade geral conhecido como arrasto de referenciais.[3]

A maioria dos jatos maiores e mais ativos são criados por buracos negros supermassivos no centro de galáxias ativas, como quasares e galáxias de rádio ou dentro de aglomerados de galáxias.[4] Outros objetos astronômicos que contêm jatos incluem estrelas variáveis cataclísmicas, binários de raios-X e explosões de raios gama. Jatos em uma escala muito menor (~parsecs) podem ser encontrados em regiões de formação de estrelas, incluindo estrelas T Tauri e objetos Herbig-Haro; esses objetos são parcialmente formados pela interação de jatos com o meio interestelar. Os fluxos bipolares também podem estar associados a protoestrelas,[5] ou a estrelas evoluídas pós-AGB, nebulosas planetárias e nebulosas bipolares.

Jatos relativísticos

Uma visão do buraco negro supermassivo M87* em luz polarizada, obtida pelo Event Horizon Telescope. A direção das linhas sobre a intensidade total marca a orientação da polarização, a partir da qual a estrutura do campo magnético ao redor do buraco negro pode ser determinada

Jatos relativísticos são feixes de matéria ionizada acelerados perto da velocidade da luz. A maioria foi observacionalmente associada a buracos negros centrais de algumas galáxias ativas, galáxias de rádio ou quasares e também a buracos negros, estrelas de nêutrons ou pulsares. Os comprimentos dos feixes podem se estender entre vários milhares,[6] centenas de milhares[7] ou milhões de parsecs.[2] As velocidades dos jatos ao se aproximarem da velocidade da luz mostram efeitos significativos da teoria da relatividade especial; por exemplo, radiação relativística que altera o brilho aparente do feixe.[8]

Galáxia elíptica M87 emitindo um jato relativístico, visto pelo Telescópio Espacial Hubble

Buracos negros centrais massivos em galáxias têm os jatos mais poderosos, mas sua estrutura e comportamento são semelhantes aos de estrelas de nêutrons menores e buracos negros. Esses sistemas de buracos negros supermassivos são frequentemente chamados de microquasares e mostram uma grande variedade de velocidades. O jato SS 433, por exemplo, tem velocidade média de 0.26c.[9] A formação de jatos relativísticos também pode explicar as explosões de raios gama observadas.

Os mecanismos por trás da composição dos jatos permanecem incertos,[10] embora alguns estudos favoreçam modelos em que os jatos são compostos de uma mistura eletricamente neutra de núcleos, elétrons e pósitrons, enquanto outros são consistentes com jatos compostos de plasma pósitron-elétron.[11][12][13] Espera-se que núcleos de traços varridos em um jato relativístico de pósitron-elétron tenham energia extremamente alta, pois esses núcleos mais pesados devem atingir velocidade igual à velocidade do pósitron e do elétron.

Rotação como possível fonte de energia

Por causa da enorme quantidade de energia necessária para lançar um jato relativístico, alguns jatos são possivelmente alimentados por buracos negros giratórios. No entanto, a frequência de fontes astrofísicas de alta energia com jatos sugere combinações de diferentes mecanismos indiretamente identificados com a energia dentro do disco de acreção associado e as emissões de raios-X da fonte geradora. Duas teorias iniciais foram usadas para explicar como a energia pode ser transferida de um buraco negro para um jato astrofísico:

  • Processo Blandford-Znajek.[14] Essa teoria explica a extração de energia de campos magnéticos ao redor de um disco de acreção, que são arrastados e torcidos pelo giro do buraco negro. O material relativístico é então lançado de maneira viável pelo aperto das linhas de campo.
  • Mecanismo Penrose.[15] Aqui, a energia é extraída de um buraco negro giratório por arrasto de referenciais, que mais tarde foi teoricamente comprovado como capaz de extrair energia e momento relativísticos de partículas[16] e, posteriormente, mostrou ser um possível mecanismo para a formação de jatos.[17] Este efeito inclui o uso de gravitomagnetismo relativista geral.

Jatos relativísticos de estrelas de nêutrons

O pulsar IGR J11014-6103 com origem remanescente de supernova, nebulosa e jato

Jatos também podem ser observados a partir de estrelas de nêutrons giratórias. Um exemplo é o pulsar IGR J11014-6103, que possui o maior jato já observado na Via Láctea, e cuja velocidade é estimada em 80% da velocidade da luz (0.8c). Observações de raios-X foram obtidas, mas não há assinatura de rádio detectada nem disco de acreção.[18][19] Inicialmente, presumia-se que este pulsar girava rapidamente, mas medições posteriores indicam que a taxa de rotação é de apenas 15.9 Hz.[20][21] Uma taxa de rotação tão lenta e a falta de material de acreção sugerem que o jato não é movido por rotação nem por acreção, embora pareça alinhado com o eixo de rotação do pulsar e perpendicular ao movimento verdadeiro do pulsar.

Outras imagens

  • Centaurus A em raios-x mostrando o jato relativístico
    Centaurus A em raios-x mostrando o jato relativístico
  • O jato M87 visto pelo Very Large Array em radiofrequência (o campo de visão é maior e girado em relação à imagem acima)
    O jato M87 visto pelo Very Large Array em radiofrequência (o campo de visão é maior e girado em relação à imagem acima)
  • Hubble Legacy Archive Imagem Near-UV do jato relativístico em 3C 66B
    Hubble Legacy Archive Imagem Near-UV do jato relativístico em 3C 66B
  • Galáxia NGC 3862, um jato extragaláctico de material movendo-se quase à velocidade da luz
    Galáxia NGC 3862, um jato extragaláctico de material movendo-se quase à velocidade da luz
  • Alguns dos jatos em HH 24-26, que contém a maior concentração de jatos conhecidos em qualquer lugar no céu
    Alguns dos jatos em HH 24-26, que contém a maior concentração de jatos conhecidos em qualquer lugar no céu

Ver também

Referências

  1. ↑ Beall, J. H. (2015). «A Review of Astrophysical Jets» (PDF). Proceedings of Science: 58. Bibcode:2015mbhe.confE..58B. Consultado em 19 de fevereiro de 2017 
  2. ↑ a b Kundt, W. (2014). «A Uniform Description of All the Astrophysical Jets» (PDF). Proceedings of Science: 58. Bibcode:2015mbhe.confE..58B. Consultado em 19 de fevereiro de 2017 
  3. ↑ Miller-Jones, James (abril de 2019). «A rapidly changing jet orientation in the stellar-mass black-hole system V404 Cygni» (PDF). Nature. 569 (7756): 374–377. Bibcode:2019Natur.569..374M. PMID 31036949. arXiv:1906.05400Acessível livremente. doi:10.1038/s41586-019-1152-0 
  4. ↑ Beall, J. H (2014). «A review of Astrophysical Jets». Acta Polytechnica CTU Proceedings. 1 (1): 259–264. Bibcode:2014mbhe.conf..259B. doi:10.14311/APP.2014.01.0259Acessível livremente 
  5. ↑ «Star sheds via reverse whirlpool». Astronomy.com. 27 de dezembro de 2007. Consultado em 26 de maio de 2015 
  6. ↑ Biretta, J. (6 de janeiro de 1999). «Hubble Detects Faster-Than-Light Motion in Galaxy M87» 
  7. ↑ «Evidence for Ultra-Energetic Particles in Jet from Black Hole». Yale University – Office of Public Affairs. 20 de junho de 2006. Cópia arquivada em 13 de maio de 2008 
  8. ↑ Semenov, V.; Dyadechkin, S.; Punsly, B. (2004). «Simulations of Jets Driven by Black Hole Rotation». Science. 305 (5686): 978–980. Bibcode:2004Sci...305..978S. PMID 15310894. arXiv:astro-ph/0408371Acessível livremente. doi:10.1126/science.1100638 
  9. ↑ Blundell, Katherine (dezembro de 2008). «Jet Velocity in SS 433: Its Anticorrelation with Precession-Cone Angle and Dependence on Orbital Phase». The Astrophysical Journal. 622 (2): 129. arXiv:astro-ph/0410457Acessível livremente. doi:10.1086/429663Acessível livremente. Consultado em 15 de janeiro de 2021 
  10. ↑ Georganopoulos, M.; Kazanas, D.; Perlman, E.; Stecker, F. W. (2005). «Bulk Comptonization of the Cosmic Microwave Background by Extragalactic Jets as a Probe of Their Matter Content». The Astrophysical Journal. 625 (2): 656–666. Bibcode:2005ApJ...625..656G. arXiv:astro-ph/0502201Acessível livremente. doi:10.1086/429558 
  11. ↑ Hirotani, K.; Iguchi, S.; Kimura, M.; Wajima, K. (2000). «Pair Plasma Dominance in the Parsec‐Scale Relativistic Jet of 3C 345». The Astrophysical Journal. 545 (1): 100–106. Bibcode:2000ApJ...545..100H. arXiv:astro-ph/0005394Acessível livremente. doi:10.1086/317769 
  12. ↑ Electron–positron Jets Associated with Quasar 3C 279
  13. ↑ Naeye, R.; Gutro, R. (9 de janeiro de 2008). «Vast Cloud of Antimatter Traced to Binary Stars». NASA 
  14. ↑ Blandford, R. D.; Znajek, R. L. (1977). «Electromagnetic extraction of energy from Kerr black holes». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 179 (3): 433. Bibcode:1977MNRAS.179..433B. arXiv:astro-ph/0506302Acessível livremente. doi:10.1093/mnras/179.3.433 
  15. ↑ Penrose, R. (1969). «Gravitational Collapse: The Role of General Relativity». Rivista del Nuovo Cimento. 1: 252–276. Bibcode:1969NCimR...1..252P  Reimpresso em: Penrose, R. (2002). «"Golden Oldie": Gravitational Collapse: The Role of General Relativity». General Relativity and Gravitation. 34 (7): 1141–1165. Bibcode:2002GReGr..34.1141P. doi:10.1023/A:1016578408204 
  16. ↑ Williams, R. K. (1995). «Extracting X-rays, Ύ-rays, and relativistic e−e+ pairs from supermassive Kerr black holes using the Penrose mechanism». Physical Review. 51 (10): 5387–5427. Bibcode:1995PhRvD..51.5387W. PMID 10018300. doi:10.1103/PhysRevD.51.5387 
  17. ↑ Williams, R. K. (2004). «Collimated Escaping Vortical Polar e−e+Jets Intrinsically Produced by Rotating Black Holes and Penrose Processes». The Astrophysical Journal. 611 (2): 952–963. Bibcode:2004ApJ...611..952W. arXiv:astro-ph/0404135Acessível livremente. doi:10.1086/422304 
  18. ↑ «Chandra :: Photo Album :: IGR J11014-6103 :: June 28, 2012» 
  19. ↑ Pavan, L.; et al. (2015). «A closer view of the IGR J11014-6103 outflows». Astronomy & Astrophysics. 591: A91. Bibcode:2016A&A...591A..91P. arXiv:1511.01944Acessível livremente. doi:10.1051/0004-6361/201527703 
  20. ↑ Pavan, L.; et al. (2014). «The long helical jet of the Lighthouse nebula, IGR J11014-6103» (PDF). Astronomy & Astrophysics. 562 (562): A122. Bibcode:2014A&A...562A.122P. arXiv:1309.6792Acessível livremente. doi:10.1051/0004-6361/201322588  Long helical jet of Lighthouse nebula page 7
  21. ↑ Halpern, J. P.; et al. (2014). «Discovery of X-ray Pulsations from the INTEGRAL Source IGR J11014-6103». The Astrophysical Journal. 795 (2): L27. Bibcode:2014ApJ...795L..27H. arXiv:1410.2332Acessível livremente. doi:10.1088/2041-8205/795/2/L27 

Ligações externas

Obtida de "https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Jato_astrofísico&oldid=63470804"