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Uma equipa internacional de investigadores revelou a misteriosa fonte de raios gama de energia ultra-alta – mais poderosa do que qualquer outra registada anteriormente – em novas descobertas.
O observatório mexicano High-Altitude Water Cherenkov (HAWC) fica no topo do vulcão Sierra Negra, 13.000 pés acima do nível do mar. Uma joint venture entre os governos americano e mexicano, é um telescópio de visão ampla em operação contínua que procura raios gama e cósmicos vindos do espaço. É usado principalmente para estudar ambientes físicos extremos na busca por novas físicas.
Agora, o trabalho recente de uma equipe internacional co-liderada pelo Laboratório Nacional de Los Alamos revelou os extremos do meio ambiente no centro da Via Láctearastreando a fonte de raios gama de energia ultra-alta que atingem mais de 100 teraelétron-volts no coração de nossa galáxia.
“Estes resultados são um vislumbre do centro da Via Láctea com energias uma ordem de magnitude mais elevadas do que alguma vez vistas antes,” explicou Pat Harding, um físico de Los Alamos que liderou as experiências no Departamento de Energia dos EUA.
Sete anos de pesquisa
Há mais de sete anos, o HAWC monitora raios gama, registrando cerca de 100 eventos envolvendo raios gama poderosos superiores a 100 teraelétron-volts. Isto se deve ao design exclusivo do HAWC, que é otimizado para identificar raios gama de energia ultra-alta vindos de muito além da Terra.
O HAWC não é um observatório no sentido de um dispositivo óptico apontado para o céu, como normalmente vem à mente. Em vez disso, é uma rede de enormes tanques de água revestidos com sensores ópticos. Quando as partículas de energia ultra-elevada do centro galáctico entram em contacto com a água, produzem um brilho azul, na versão luminosa do estrondo sónico. Os sensores registram esse brilho, permitindo a “observação” de raios gama intensos.
Ao analisar os dados coletados, os pesquisadores podem compreender as energias envolvidas e até mesmo extrapolar a origem dos raios gama de ultra-alta energia. Em pesquisas recentes lideradas pela equipe de Los Alamos, o provável ponto de origem estava no centro da nossa galáxia.
“A pesquisa confirma pela primeira vez uma fonte PeVatron de raios gama de energia ultra-alta em um 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,” Harding disse.
O Misterioso PeVatron
PeVatrons são nomeados devido à medição peta-elétron-volt (PeV) dos raios que produzem. Um PeV é igual a um surpreendente quatrilhão de elétron-volts e é capaz de atingir 99% da velocidade da luz. Embora o nosso conhecimento sobre o PeVatron esteja aumentando, muito sobre eles permanece misterioso.
Os principais candidatos às suas origens incluem alguns dos eventos mais dramáticos do cosmos, como um buraco negro consumindo outro, o nascimento de uma estrela na fusão nuclear ou a morte de estrelas por supernovas.
“Muitos desses processos são tão raros que você não esperaria que acontecessem em nossa galáxia, ou ocorrem em escalas que não se correlacionam com o tamanho de nossa galáxia”, disse Harding. “Por exemplo, um buraco negro devorando outro buraco negro seria um evento esperado apenas fora da nossa galáxia.”
AO CORAÇÃO DA Via Láctea
Embora a pesquisa aponte para a localização do PeVatron no sentido mais amplo, ainda há muito trabalho a ser feito. O HAWC já é uma instalação de próxima geração, construída com base em técnicas utilizadas para criar um observatório nas montanhas Jemez, perto de Los Alamos, que encerrou o serviço em 2008.
Atualmente, um observatório ainda mais avançado, o Southern Wide-field Gamma-ray Observatory, está em construção no deserto chileno do Atacama. Ainda mais perto do equador, terá uma visão mais ampla do que o HAWC, permitindo assim que os cientistas finalmente se concentrem na localização específica do PeVatron e façam uma identificação conclusiva.
Ryan Whalen cobre ciência e tecnologia para The Debrief. Ele possui bacharelado em História e mestrado em Biblioteconomia e Ciência da Informação com certificado em Ciência de Dados. Ele pode ser contatado em ryan@thedebrief.org e segui-lo no Twitter @mdntwvlf.
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