Telescópio revela pistas sobre origem misteriosa dos raios cósmicos

Prótons encontrados em gás podem ser a "semente" dos raios cósmicos
Observações VLT/VIMOS da frente de choque do resto de supernova SN 1006. Observações muito detalhadas obtidas pelo Very Large Telescope do ESO (VLT) dos restos de uma supernova com mil anos de idade, revelaram pistas sobre a origem dos raios cósmicos. Créditos:ESO
 
Novas observações muito detalhadas obtidas pelo Very Large Telescope do ESO (VLT) dos restos de uma supernova com mil anos de idade, revelaram pistas sobre a origem dos raios cósmicos. Pela primeira vez, as observações sugerem que a presença de partículas muito rápidas nos restos de supernova podem ser as percursoras dos raios cósmicos. Os resultados saem a 14 de fevereiro de 2013 na revista Science. No ano de 1006 foi vista no céu austral uma nova estrela, tendo sido registada em todo o mundo. Era muitas vezes mais brilhante do que o planeta Vénus e é capaz de ter mesmo rivalizado com o brilho da Lua. Era tão brilhante no seu máximo, que produzia sombras e podia ser vista durante o dia. Mais recentemente, os astrónomos identificaram o local desta supernova e deram-lhe o nome de SN 1006. Encontraram também um anel de material brilhante em expansão na constelação austral do Lobo, que constitui os restos desta vasta explosão.

Durante muito tempo suspeitou-se que tais restos de supernova pudessem ser o local onde alguns raios cósmicos se formariam. Os raios cósmicos são partículas de energia muito elevada que têm origem fora do Sistema Solar e que viajam quase à velocidade da luz. Mas até agora, a maneira como estes raios se formariam permanecia um mistério. Uma equipa de astrónomos liderados por Sladjana Nikolić (Instituto Max Planck para a Astronomia, Heidelberg, Alemanha  utilizou o instrumento VIMOS montado no VLT, para observar com o maior detalhe até à data, o resto da supernova SN 1006, com um milhar de anos de idade. A equipa pretendia estudar o que acontece na zona onde o material ejetado a alta velocidade pela supernova entra em contacto com a matéria interestelar estacionária - a frente de choque. Esta frente de choque que se expande a enorme velocidade, é semelhante à explosão sónica produzida por um avião que entra em velocidade supersónica e é um candidato natural a um acelerador de partículas cósmicas.

Pela primeira vez, a equipa obteve, não apenas informação sobre o material na frente de choque em determinado ponto, mas construiu igualmente um mapa das propriedades do gás e de como é que essas propriedades variam ao longo da frente de choque, o que forneceu pistas vitais para o mistério. Os resultados foram surpreendentes, sugerindo que existem no gás muitos protões deslocando-se a alta velocidade na região do choque. Embora estes não sejam os muito procurados raios cósmicos de alta energia propriamente ditos, podem muito bem ser as “partículas semente” necessárias, que irão seguidamente interagir com o material da frente de choque de modo a atingir as energias extremamente elevadas necessárias a que voem pelo espaço como raios cósmicos.

Nikolić explica: “Esta é a primeira vez que fomos capazes de ver em detalhe o que está a acontecer na frente de choque de uma supernova e em seu redor. Encontrámos evidências da existência de uma região que está a ser aquecida da maneira que esperaríamos se houvessem protões a retirar energia, mesmo por detrás da frente de choque. O estudo foi o primeiro a utilizar um espetrógrafo de campo integral  para investigar as propriedades das frentes de choque de restos de supernova com o máximo detalhe. A equipe espera agora aplicar o método a outros restos de supernova. O co-autor Glenn van de Ven do Instituto Max Planck para a Astronomia, conclui: “Este tipo de aproximação observacional inovadora pode bem ser a chave para resolver o mistério de como é que os raios cósmicos se formam nos restos de supernova.”
Fonte: ESO

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