Telescópios em La Palma registram raios gama de objeto cósmico a 8 bilhões de anos-luz

Telescópios localizados no Observatório do Roque de los Muchachos, em La Palma, registraram raios gama de alta energia provenientes do OP 313, um objeto cósmico cuja radiação viajou pelo espaço durante aproximadamente 8 bilhões de anos. A detecção, realizada pelos instrumentos LST-1 e MAGIC, estabelece um novo recorde de distância para a observação de fontes nessa faixa energética, conforme detalhado em estudo publicado na revista Astronomy & Astrophysics.

O OP 313 é classificado como um quasar de rádio com espectro plano, caracterizado por ser um núcleo galáctico ativo com luminosidade extrema, impulsionada por um buraco negro supermassivo. A emissão captada remonta a um período do universo jovem, marcado por intensa formação de galáxias e estrelas, situando-se em um desvio para o vermelho de z = 0,997.

A jornada da radiação e a radiação de fundo

A análise dos dados revelou que os fótons emitidos pelo quasar sofreram alterações durante o trajeto até a Terra. Ao interagirem com a radiação de fundo extragaláctica (EBL) — o acúmulo de radiação de objetos cósmicos ao longo da história do cosmos —, parte dos raios gama desapareceu. Esse processo, chamado de produção de pares, ocorre quando a colisão entre a radiação de alta energia e a EBL transforma a energia em um elétron e um pósitron.

Essa perda gradual de fótons é o que torna a detecção de fontes remotas complexa. No entanto, a combinação de dados do LST-1 e do MAGIC permitiu que os pesquisadores definissem limites precisos sobre a densidade da radiação de fundo e monitorassem as variações de intensidade da radiação do OP 313 ao longo do tempo. Para Mireia Nievas Rosillo, pesquisadora do Instituto de Astrofísica de Canarias e autora principal do trabalho, a detecção de objetos cuja luz leva bilhões de anos para chegar à Terra funciona como uma janela para compreender a evolução do universo.

Mecanismo de emissão e infraestrutura tecnológica

O brilho intenso do OP 313 é resultado de um processo físico específico: elétrons relativísticos são acelerados a velocidades próximas à da luz dentro de um jato de plasma gerado pelo buraco negro supermassivo. Esses elétrons colidem com fótons de menor energia, transferindo-lhes carga até que atinjam o espectro de raios gama de alta energia, permitindo o registro na Terra.

A sequência de observações teve início em dezembro de 2023, com a primeira detecção feita pelo LST-1, sendo posteriormente complementada pelo MAGIC e outros instrumentos de energias inferiores.

O resultado valida a eficácia da nova geração de equipamentos, visto que o LST-1 ainda está em fase de instalação. A rede completa de telescópios LST, composta por quatro unidades (incluindo o protótipo), será inaugurada em 15 de outubro na Ilha de La Palma, integrando o futuro Observatório Cherenkov Telescope Array (CTAO) para expandir a exploração de fontes extremas e antigas do universo.