Definisjoner

Outra possibilidade ´e o encontro de um dos jatos com uma nuvem de g´as densa. Isso pode explicar as assimetrias observadas em algumas r´adio fontes. Realizamos v´arias simula¸c˜oes num´ericas em que jatos de diferentes contrastes de densidade colidem com nuvens de diferentes densidades. Nas Figuras 6.8 e 6.9 apresentamos duas simula¸c˜oes, a primeira com um jato cujo contraste de densidade ´e 0,1 e o segundo com 0,01. Os r´adio mapas de algumas fontes s˜ao mostrados para compara¸c˜ao. Podemos observar que os resultados s˜ao bastante convincentes e que, com as escolhas apropriadas para os valores da densidade

e do n´umero de March do jato e da densidade da nuvem, ´e poss´ıvel demonstrar que a

intera¸c˜ao jato-nuvem ´e uma possibilidade real para explicar a existˆencia de fontes com estruturas distorcidas.

6.4

Conclus˜oes

Os resultados indicam que ´e poss´ıvel reproduzir muitas das estruturas distorcidas obser- vadas na natureza atrav´es da mudan¸ca na dire¸c˜ao de propaga¸c˜ao do jato ou pela intera¸c˜ao entre os jatos astrof´ısicos e nuvens densas. Das simula¸c˜oes num´ericas ´e poss´ıvel encontrar

Simulação

Figura 6.8: Compara¸c˜ao de r´adio mapas de fontes reais com o mapa de uma simula¸c˜ao num´erica de um jato que colide com uma nuvem de alta densidade. Os mapas de fontes reais 3C 300 e 3C 234 foram extra´ıdos de Leahy, Pooley & Riley (1986) e a fonte 4C 14.27 foi obtida de Leahy, J. P., & Perley (1991).

Simulação

Figura 6.9: Compara¸c˜ao de r´adio mapas de fontes reais com o mapa de uma simula¸c˜ao num´erica de um jato de baixa densidade com uma nuvem de alta densidade. Os mapas das fontes reais 3C 353 e 3C 219 foram extra´ıdos de Swain, Bridle & Baum (1998) e Clarke et al. (1992) respectivamente.

Cap´ıtulo 7

Estudo das R´adio Fontes Tipo X

7.1

Introdu¸c˜ao

Recentemente, houve um grande interesse no estudo das r´adio fontes tipo X (ver, por exemplo, Lal, Hardcastle & Kraft 2008; Cheung et al. 2009 e Capetti et al. 2002). Essas fontes s˜ao uma subclasse incomum das r´adio fontes extragal´acticas. A principal caracter´ıstica que distingue essas fontes das demais ´e a presen¸ca de l´obulos r´adio brilhantes onde o eixo que os une forma um ˆangulo com o eixo dos r´adio l´obulos principais. Isso acaba dando a fonte a forma de um “X”. Os r´adio l´obulos ativos s˜ao do tipo FR II. Essas r´adio gal´axias s˜ao, muito provavelmente, o resultado de uma r´apida e recente mudan¸ca na orienta¸c˜ao do “spin” do buraco negro central causado por uma fus˜ao de buracos negros (Dennett-Thorpe et al. 2002). Na figura 7.1 podemos ver alguns exemplos desse tipo de fonte.

Durante as fus˜oes gal´acticas, buracos negros bin´arios supermassivos (do inglˆes, “Su- permassive Black Holes” - SMBH) s˜ao formados e quando passam pelo processo de co- alescˆencia acabam gerando um grande “burst” de onda gravitacional. Tem-se discutido que o “spin” do buraco negro pode passar por uma mudan¸ca em sua dire¸c˜ao. Isso pode,

em contrapartida, fazer com que os jatos gerados a partir do n´ucleo ativo mudem sua ori-

enta¸c˜ao. As chances de que um buraco negro coalescente recente esteja presente neste tipo de fonte ´e de extremo interesse para o estudo da detec¸c˜ao de ondas gravitacionais. Um simples estudo estat´ıstico das r´adio fontes tipo X pode nos fornecer grandes informa¸c˜oes a respeito, por exemplo, da taxa em que ocorrem os “bursts” de ondas gravitacionais.

Figura 7.1: Alguns exemplos de R´adio fontes tipo X. As imagens dos r´adio mapas foram extra´ıdas e modificadas de Lal & Rao (2007).

Uma outra poss´ıvel explica¸c˜ao para essas fontes de morfologia peculiar ´e que os l´obulos mais velhos sejam “f´osseis” de uma antiga atividade do AGN. Ap´os um per´ıodo sem

atividade o n´ucleo gal´actico pode interagir com um corpo passante de menor massa, de

forma que o buraco negro supermassimo sofra um reorienta¸c˜ao em seu “spin”, mudando a dire¸c˜ao do eixo dos jatos. Com a retomada da atividade do n´ucleo gal´actico que origina os novos jatos (com uma nova orienta¸c˜ao), seria poss´ıvel observar uma fonte com o formato X.

Neste cap´ıtulo apresentamos um detalhado resultado de simula¸c˜oes num´ericas de alta resolu¸c˜ao em 3D de r´adio fontes extragal´acticas e seus jatos que nos proporciona uma melhor compreens˜ao do problema de mudan¸ca do “spin” do buraco negro. O objetivo ´e investigar a dinˆamica do processo e a morfologia da estrutura r´adio final dos r´adio mapas observados atrav´es da compara¸c˜ao com os nossos r´adio mapas sint´eticos. Analisaremos um dos casos discutidos acima: O jato se propaga durante um tempo T numa determi- nada dire¸c˜ao e ent˜ao come¸ca a mudar a sua orienta¸c˜ao continuamente at´e atingir a nova dire¸c˜ao. Isso ´e ilustrado na Figura 7.2. Os ˆangulos de mudan¸ca na dire¸c˜ao dos jatos est˜ao compreendidos entre os valores de 60◦ _{e 90}◦_.

Ponte jovem com alto brilho superficial

Ponte velha com baixo brilho superficial

Figura 7.2: Dois poss´ıveis cen´arios para a origem das r´adio fontes tipo X. (a) O jato muda sua dire¸c˜ao continuamente. (b) O motor central ´e “desligado” ficando sem atividade por um certo tempo. Quando ´e novamente “ligado”, os jatos est˜ao apontando em outra dire¸c˜ao.