Microquasar próximo da Terra libera radiação cósmica extrema
Microquasares na nossa
galáxia, a Via Láctea, como o V4641 Sagittarii, foram descobertos emitindo
partículas de luz (fótons) com níveis de energia que antes só eram vistos em
quasares muito distantes.
Os microquasares são agora
conhecidos por emitir fótons de energia incrivelmente alta, desafiando velhas
teorias de radiação cósmica somente de quasares distantes e mudando nosso
estudo de fenômenos galácticos. Crédito: SciTechDaily.com
Essa descoberta feita pelo
observatório HAWC mostra que esses objetos próximos podem contribuir bastante
para a radiação cósmica, permitindo que a gente estude de forma mais clara e
direta como são emitidos os raios cósmicos e como se formam os jatos de matéria
no espaço.
Revolução no Estudo da
Radiação Cósmica:
Radiação eletromagnética com
energia muito alta não é produzida apenas por jatos de matéria saindo dos
núcleos de galáxias distantes, mas também por objetos que lançam jatos dentro
da nossa própria galáxia, chamados microquasares. Essa descoberta feita pelos
cientistas do Observatório de Raios Gama de Grande Altitude HAWC é muito
importante porque muda o que sabíamos sobre como a radiação cósmica de energia
ultra-alta é formada.
Fontes de raios cósmicos de alta energia nas proximidades do microquasar V4641 Sag, à esquerda com energias acima de um teraeletronvolt, à direita – centenas de teraeletronvolts. A localização do microquasar é marcada com um ponto amarelo. Crédito: IFJ PAN / HAWC
Desde que os raios cósmicos foram
descobertos pelo cientista Victor Hess, em 1912, os astrônomos acreditavam que
as fontes responsáveis por acelerar essas partículas até as maiores energias na
nossa galáxia eram restos de explosões de supernovas (as chamadas
“remanescentes de supernova”). Mas novos dados do HAWC mostraram que os
microquasares também podem ser as fontes dessa radiação extremamente
energética. Cientistas do Instituto de Física Nuclear da Academia de Ciências
da Polônia (IFJ PAN), em Cracóvia, desempenharam um papel importante nessa
descoberta.
Fenômenos de Alta Energia
no HAWC:
O observatório HAWC foi
construído na encosta de um vulcão no México para registrar partículas e fótons
que chegam do espaço com energias muito altas. Ele é composto por 300 tanques
de água com detectores especiais que captam flashes de luz muito rápidos,
chamados de radiação Cherenkov, que aparecem quando uma partícula viaja mais
rápido do que a luz na água.
Normalmente, o HAWC detecta
fótons gama com energias de centenas de gigaeletronvolts a centenas de
teraeletronvolts, o que é muito maior do que a energia dos fótons de luz
visível e mais de uma dúzia de vezes maior que a energia das partículas
aceleradas no maior acelerador de partículas do mundo, o LHC.
Observatório de raios gama High-Altitude Water Cherenkov (HAWC), localizado nas encostas do vulcão mexicano Sierra Negra. Crédito: Observatório HAWC
O Papel dos Quasares e
Microquasares
Os quasares são núcleos de
galáxias com buracos negros supermassivos que absorvem matéria de um disco que
os rodeia. Nesse processo, jatos estreitos e longos de matéria são lançados dos
polos do buraco negro a velocidades próximas à da luz, produzindo ondas de
choque. Nessas ondas de choque, fótons de energias extremamente altas são
criados, chegando a centenas de teraeletronvolts.
Os quasares estão localizados em
galáxias distantes, a milhões ou bilhões de anos-luz de nós, como o quasar
Markarian 231, que fica a 600 milhões de anos-luz da Terra. Já os microquasares
são sistemas mais próximos, compostos por uma estrela massiva e um buraco negro
que absorve sua matéria, emitindo jatos que podem ter centenas de anos-luz de
comprimento. Existem algumas dezenas de microquasares descobertos até agora na
nossa galáxia.
Observações Inéditas de
Microquasares:
“Os fótons detectados dos
microquasares geralmente têm energias muito mais baixas do que os dos quasares.
Normalmente, estamos falando de valores na casa de dezenas de gigaeletronvolts.
Mas, observamos algo incrível nos dados do HAWC: fótons vindos de um
microquasar na nossa galáxia, com energias milhares de vezes maiores do que o
normal!”, disse a Dra. Sabrina Casanova, uma das cientistas que liderou a
descoberta.
A Importância do V4641
Sagittarii:
A fonte desses fótons
superenergéticos, que chegam a 200 teraeletronvolts, é o microquasar V4641
Sagittarii, localizado na constelação de Sagitário, a cerca de 20 mil anos-luz
da Terra. Esse sistema é composto por um buraco negro com massa seis vezes maior
que a do Sol e uma estrela gigante com massa três vezes maior que a do Sol. Os
dois orbitam em torno de um centro comum, completando uma volta a cada três
dias. O jato emitido pelo V4641 Sagittarii é direcionado para o Sistema Solar,
e, por causa da alta velocidade, parece se mover mais rápido do que a luz (nove
vezes mais rápido).
“Ao que tudo indica, o V4641
Sagittarii não é único. Fótons extremamente energéticos também foram detectados
de outros microquasares, como os observados pelo observatório LHAASO. Parece
provável que os microquasares contribuam significativamente para a radiação
cósmica de alta energia na nossa galáxia”, acrescenta a Dra. Casanova.
Conclusão – Uma Nova Era
na Astrofísica:
Essa nova descoberta é importante
não só para os cientistas que estudam raios cósmicos. Ela mostra que, a uma
distância relativamente pequena da Terra, existem processos de formação de
jatos e produção de fótons ultra-energéticos semelhantes aos que ocorrem nos
núcleos de galáxias ativas distantes, mas em uma escala menor.
Esses processos nos microquasares
acontecem em períodos de tempo muito mais curtos – em dias, e não em milhares
ou milhões de anos. Além disso, os fótons dos microquasares não precisam viajar
por milhões de anos-luz pelo espaço, onde poderiam ser dispersos ou absorvidos.
Tudo isso significa que os
astrofísicos, pela primeira vez, têm a chance de observar de forma abrangente e
praticamente sem interferências os processos cruciais para a evolução das
galáxias.
Fonte: scitechdaily.com
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