Os raios gama mais poderosos já vistos no centro da galáxia são detectados por cientistas: WebCuriosos

Embora o buraco negro supermassivo da nossa galáxia seja relativamente plácido, o centro da Via Láctea onde reside não é um lugar plácido. Sua localização extrema está repleta do que pode ser melhor descrito como travessuras em escala épica.

Agora ele pode adicionar um poderoso acelerador cósmico conhecido como PeVatron à sua lista de piadas. Um observatório no alto das montanhas do México registou emissões repetidas de alguns dos raios gama de maior energia alguma vez registados, a partir de um único ponto próximo do centro galáctico.

A natureza desta fonte, denominada HAWC J1746-2856, é desconhecida – mas, durante um período de sete anos, a Água de Alta Altitude Cherenkov (FALCÃO) registrou 98 eventos de raios gama com níveis de energia superiores a 100 teraelétron-volts.

“Estes resultados são um vislumbre do centro da Via Láctea com energias uma ordem de magnitude mais elevadas do que alguma vez vistas antes,” diz o físico Pat Harding do Laboratório Nacional de Los Alamos.

“A pesquisa confirma pela primeira vez uma fonte PeVatron de raios gama de energia ultra-elevada num local da Via Láctea conhecido como Cume do Centro Galáctico, o que significa que o centro galáctico é o lar de alguns dos processos físicos mais extremos do Universo.”

PeVatrons são o que você obtém quando mistura raios cósmicos – principalmente prótons carregados e núcleos atômicos fluindo pelo espaço quase à velocidade da luz – e gigantescos aceleradores de partículas naturais. Ambientes como remanescentes de supernovas, nascimento de estrelas e poderosos campos magnéticos em torno de buracos negros supermassivos podem ser PeVatrons.

Se o acelerador de partículas for forte o suficiente, ele pode acelerar os raios cósmicos a energias extremamente altas, até faixas de teraelétron-volts – isso é um trilhão de elétron-volts.

Apesar do seu poder, esses aceleradores de alta energia não são fáceis de encontrar.

“Muitos desses processos são tão raros que não se esperaria que acontecessem na nossa galáxia, ou ocorrem em escalas que não se correlacionam com o tamanho da nossa galáxia,” Harding explica. “Por exemplo, um buraco negro devorando outro buraco negro seria um evento esperado apenas fora da nossa galáxia.”

Quando o raio cósmico acelerado desacelera repentinamente, devido a uma interação com outra coisa no espaço, como um campo magnético ou uma nuvem de poeira, a energia que ele carrega é liberada na forma de radiação gama.

Gama a radiação não pode viajar muito longe na atmosfera da Terra, o que significa que não podemos detectá-la diretamente do solo.

No entanto, quando entram na nossa atmosfera, as suas interações com outras moléculas distribuem a sua intensa energia, quebrando-as numa chuva de partículas inofensivas e de menor energia. Eles podem ser detectados usando detectores Cherenkov subterrâneos como o HAWC. Os físicos podem então reconstruir o gamaum raio que produziu a chuva e até descobrir de onde ela veio no céu.

O HAWC é particularmente sensível às energias teraelétron-volt e fez várias detecções inovadoras, incluindo a primeira detecção de Raios gama TeV do Sol.

Uma equipe liderada pelo físico Sohyoun Yu Cárcaron, da Universidade de Maryland, encontrou sinais de PeVatrons em uma riqueza de dados do HAWC coletados ao longo de 2.546 dias. E, curiosamente, 98 desses sinais parecem ter vindo da mesma fonte pontual no centro da Via Láctea.

Chamado de HAWC J1746-2856, o acelerador emite a emissão mais poderosa já observada no centro galáctico.

A equipe ainda não conseguiu identificar a identidade do HAWC J1746-2856, pois não há vestígios de supernova conhecidos que coincidam com a localização da fonte. Há duas coisas naquela vizinhança que podem ser responsáveis ​​pela emissão – o buraco negro supermassivo em torno do qual gira a galáxia, Sagitário A*; e um emissor de raios gama conhecido, mas não identificado, chamado HESS J1746-285, perto de uma feição galáctica conhecida como Arco de Rádio.

Embora os investigadores não tenham conseguido discernir a natureza da fonte, as suas descobertas confirmam a existência de um PeVatron no centro galáctico.

Os resultados também nos dizem algumas outras coisas. Eles revelam que a densidade dos raios cósmicos é superior à média galáctica no centro galáctico, por exemplo, sugerindo uma fonte de prótons recentemente acelerados na região.

Mas talvez tenhamos que esperar pelas observações da próxima geração de detectores Cherenkov para ajudar a resolver o estranho mistério do HAWC J1746-2856.

A pesquisa foi publicada em As cartas do jornal astrofísico.