O centro da Via Láctea é um poderoso acelerador de partículas, uma nova pesquisa revelou – mas também há algum mecanismo desconhecido que bloqueia os raios cósmicos de penetrar na vasta nuvem chamada zona molecular central.
Essa descoberta pode nos ajudar a entender melhor as origens dos raios cósmicos – partículas como prótons e núcleos atômicos que fluem constantemente pelo espaço quase na velocidade da luz.
O centro galáctico é uma zona de mistério. Temos uma ideia decente do que está lá, mas é tão espesso com poeira que não podemos estudá-lo em uma variedade de comprimentos de onda, desde raios X suaves até a luz visível. Isso colocou algumas limitações no que podemos e não podemos ver.
Os astrônomos esperam que o centro galáctico seja uma fonte importante de raios cósmicos. Esses são prótons e núcleos que foram despojados de elétrons e acelerados a velocidades relativísticas por poderosos campos magnéticos. Existem vários objetos no centro da galáxia que poderiam atuar como aceleradores de raios cósmicos: remanescentes de supernovas, nebulosas do vento pulsar e o buraco supermassivo no coração da Via Láctea, Sagitário A *.
De acordo com dados de observação e modelagem, a distribuição dos raios cósmicos em toda a Via Láctea deve ser suave e mais ou menos estável. Os raios cósmicos emergem de aceleradores e se propagam no campo magnético galáctico, onde são provavelmente desacelerados e reacelerados para resultar no que os astrônomos chamam de mar de raios cósmicos.
Para estudar como os raios cósmicos são acelerados e transportados, uma fonte de novos raios cósmicos é necessária.
Felizmente, os raios cósmicos são muito energéticos. Isso significa que podemos detectá-los no centro da galáxia, porque essa faixa de energia produz luz na faixa de comprimento de onda limitada que penetra a poeira lá.
Os raios cósmicos podem interagir com o meio interestelar – gás e poeira que paira no espaço entre as estrelas – e essa interação, por sua vez, produz fótons de raios gama de alta energia, com cerca de 10% da energia de seus pais de raios cósmicos.
Liderada pelo astrônomo Xiaoyuan Huang, da Academia Chinesa de Ciências, uma equipe de pesquisadores analisou a radiação gama na nuvem molecular central da Via Láctea usando dados do Telescópio de Grande Área Fermi, na esperança de encontrar essas fontes de novos raios cósmicos.
Eles encontraram raios gama que sugeriam, como esperado, que o centro galáctico é um acelerador de partículas de alta energia – ou pelo menos, algo na região é. Mas eles também encontraram algo realmente surpreendente.
De acordo com os cálculos da equipe, a densidade dos raios cósmicos na nuvem molecular central é menor do que a densidade do mar de raios cósmicos. Isso sugere a presença de algum tipo de barreira que está impedindo os raios cósmicos de penetrar na nuvem molecular central.
Exatamente em que consiste essa barreira, precisará ser objeto de pesquisas futuras, mas existem várias possibilidades intrigantes.
Nuvens moleculares são lugares complicados. O colapso de partes mais densas da nuvem pode resultar na compressão de campos magnéticos; isso pode ser uma barreira. Outra pode ser a turbulência magneto-hidrodinâmica.
Aqui no Sistema Solar, os raios cósmicos são modulados pelo vento solar. É possível que, no centro galáctico, o vento galáctico desempenhe papel semelhante. A equipe calculou a densidade dos raios cósmicos na presença de um vento galáctico e retornou um resultado semelhante à sua análise dos dados de raios gama.
Trabalhos futuros para explorar esse fenômeno em mais detalhes podem ajudar a descartar alguns dos mecanismos que podem estar causando isso.
Além disso, uma modelagem tridimensional mais detalhada do centro da galáxia pode ajudar a lançar mais luz sobre a origem e o transporte dos raios cósmicos na Via Láctea, dizem os pesquisadores. Sempre há mais para ser encontrado, de fato.
Publicado em 11/11/2021 11h06
Artigo original:
Estudo original: