Esta imagem mostra o céu em raios gama com energias superiores a 1 bilhão de elétron-volts em uma ampla região centralizada no TXS 0506 + 056, localizado a cerca de 4 bilhões de anos-luz de distância. (Créditos da imagem: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration).

O IceCube-170922A, um neutrino de alta energia detectado pelo Observatório de Neutrinos IceCube em 2017, foi gerado por uma colisão de jatos dentro do TXS 0506 + 056, uma galáxia ativa a cerca de 3,8 bilhões de anos-luz de distância, de acordo com uma nova pesquisa.

A galáxia local do evento IceCube-170922A é o chamado objeto BL Lacertae (Lac, na sigla em inglês), um tipo de núcleo galáctico ativo.

“Núcleos galácticos ativos são os objetos mais energéticos do nosso Universo. Alimentada por um buraco negro supermassivo, a matéria está sendo acumulada e fluxos de plasma — os chamados jatos — são lançados no espaço intergalático”, disse Silke Britzen, do Instituto Max Planck de Radioastronomia.

O IceCube Neutrino Observatory é representado nesta ilustração por cordas de sensores sob o gelo. (Créditos da imagem: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration).

“Os objetos BL Lac formam uma classe especial desses núcleos galácticos ativos, onde o jato está apontando diretamente para nós e domina a radiação observada.”

“O IceCube-170922A parece originar-se do objeto BL Lac TXS 0506 + 056”, informou Britzen.

Os pesquisadores analisaram nove anos de dados arquivados do IceCube e encontraram evidências de uma atividade aprimorada de neutrinos no TXS 0506 + 056 entre setembro de 2014 e março de 2015.

“Outros objetos BL Lac mostram propriedades bastante semelhantes às do TXS 0506 + 056. No entanto, é um pouco misterioso o motivo pelo qual apenas o TXS 0506 + 056 foi identificado como emissor de neutrinos”, disseram os pesquisadores.

“Queríamos desvendar o que torna o TXS 0506 + 056 especial, entender o processo de criação de neutrinos, localizar o local de emissão e estudarmos uma série de imagens de rádio em alta resolução do jato”.

Surpreendentemente, eles encontraram uma interação inesperada entre o material do jato no TXS 0506 + 056.

“Embora se presuma que o plasma a jato flua sem perturbações em um tipo de canal, a situação parece diferente no TXS 0506 + 056”, observaram os astrofísicos.

“A colisão cósmica pode ser explicada pelo novo material de jato colidindo com material de jato antigo”.

De acordo com os pesquisadores, uma estrutura de jato fortemente curvada fornece a configuração adequada para esse cenário. Outra explicação envolve a colisão de dois jatos na mesma fonte. Nos dois cenários, é a colisão de material em jato que gera o neutrino.

O evento IceCube-170922A parece se originar na zona de interação dos dois jatos no TXS 0506 + 056. (Créditos da imagem: IceCube Collaboration/MOJAVE/S. Britzen/M. Zajacek).

Além da colisão de material a jato, a equipe também encontrou evidências de uma precessão do jato central do TXS 0506 + 056.

“Em geral, essa precessão pode ser explicada pela presença de um binário supermassivo de buraco negro ou pelo efeito de precessão Lense-Thirring, conforme previsto pela Teoria da Relatividade Geral de Einstein”, disse o coautor Dr. Michal Zajaček, pesquisador do Centro de Varsóvia para Física Teórica.

“O último também pode ser desencadeado por um segundo buraco negro mais distante no centro. Ambos os cenários levam a um desvio da direção do jato, o que observamos.”

O estudo foi publicado na edição de outubro de 2019 da revista Astronomy & Astrophysics. [Sci-News].