A descoberta de raios gama pode aumentar a compreensão do papel dos fluxos ultrarrápidos na evolução das galáxias

Crédito: Clemson University

Usando dados coletados pelo Telescópio de Grande Área a bordo do Telescópio Espacial Fermi Gamma-ray da NASA e uma técnica de empilhamento combinando sinais muito fracos para serem observados por conta própria, os pesquisadores detectaram raios gama de UFOs – (Ultra-Fast Outflows) em várias galáxias próximas pela primeira vez, fornecendo uma base para cientistas para entender o que aconteceu em nossa própria galáxia, a Via Láctea.

Os UFOs são fluxos ultrarrápidos – ventos poderosos lançados de buracos negros supermassivos muito próximos que os cientistas acreditam desempenhar um papel importante na regulação do crescimento do próprio buraco negro e de sua galáxia hospedeira.

A pesquisa colaborativa dos cientistas da Clemson University foi publicada no The Astrophysical Journal. Os parceiros incluem o College of Charleston, a University of Chicago e uma série de outros pesquisadores que fazem parte da Colaboração Fermi-LAT, que inclui centenas de cientistas de 12 países. “Raios gama de ventos rápidos do buraco negro” descreve a detecção da emissão de raios gama de UFOs lançados por buracos negros supermassivos.

“Embora esses ventos sejam difíceis de detectar, acredita-se que eles desempenhem um papel significativo em como um enorme buraco negro e a própria galáxia hospedeira crescem”, disse Chris Karwin, pós-doutorado no Departamento de Física e Astronomia da Faculdade de Ciências e líder do estudo. “Nossas observações de raios gama mostram como buracos negros supermassivos podem transferir uma grande quantidade de energia para sua galáxia hospedeira. Esses UFOs criam ondas de choque, que agem como pistões e realmente aceleram partículas carregadas, conhecidas como raios cósmicos, para perto da velocidade da luz . ”

Cada galáxia tem um buraco negro supermassivo em seu centro. Alguns estão adormecidos. Outros, chamados de núcleos galácticos ativos, são ativos, o que significa que eles atraem e “comem” a matéria circundante por meio de um processo chamado acréscimo.

Ao viajar pelas galáxias, os ventos gradualmente desativam a formação de estrelas. “O efeito na galáxia é dramático”, disse Marco Ajello, professor associado do Departamento de Física e Astronomia da Clemson College of Science que está co-liderando o estudo. “O buraco negro no centro da galáxia e a própria galáxia têm um mecanismo para crescer juntos em massa – e este é o mecanismo.”

Porque os raios gama detectados são produzidos por raios cósmicos acelerados na frente de choque, Karwin disse que atesta o início da interação vento-hospedeiro e que os UFOs podem energizar partículas carregadas até a região de transição entre os raios cósmicos galácticos e extragalácticos.

Compreendendo a Via Láctea

As descobertas do estudo podem ajudar os cientistas a entender o que aconteceu em nossa própria galáxia, a Via Láctea.

Sagitário A * é o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea com cerca de 4 milhões de vezes a massa do sol. Estendendo-se acima e abaixo do disco da Via Láctea, estão as bolhas de Fermi, enormes estruturas redondas de gás quente emanando do centro da galáxia. Elas são chamadas de bolhas de Fermi porque o Telescópio Espacial Fermi de raios gama, a fonte dos dados usados por Ajello e Karwin no estudo atual, as descobriu em 2010.

“Hoje, nosso buraco negro, Sagitário A *, não está ativo, mas é possível que tenha estado ativo no passado recente, talvez até algumas centenas de anos atrás”, disse Karwin. “Nosso modelo apóia a hipótese de que essas bolhas de Fermi podem ser resquícios de atividades anteriores semelhantes a UFOs do buraco negro supermassivo no centro de nossa galáxia.”

Ajello disse que o trabalho futuro inclui o estudo de galáxias que tiveram ventos de UFOs ativos por 10s de milhões de anos que já viajaram para os arredores da galáxia.


Publicado em 13/11/2021 05h56

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