{"id":5324,"date":"2022-08-12T06:22:29","date_gmt":"2022-08-12T05:22:29","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=5324"},"modified":"2022-08-12T06:22:40","modified_gmt":"2022-08-12T05:22:40","slug":"fermi-da-nasa-confirma-destroco-estelar-como-fonte-de-particulas-cosmicas-extremas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2022\/08\/12\/fermi-da-nasa-confirma-destroco-estelar-como-fonte-de-particulas-cosmicas-extremas\/","title":{"rendered":"Fermi da NASA confirma “destro\u00e7o” estelar como fonte de part\u00edculas c\u00f3smicas extremas"},"content":{"rendered":"\n

Os astr\u00f3nomos h\u00e1 muito que procuram os locais de lan\u00e7amento de alguns dos prot\u00f5es mais energ\u00e9ticos da nossa Gal\u00e1xia. Agora, um estudo utilizando 12 anos de dados do Telesc\u00f3pio Espacial Fermi da NASA confirma um remanescente de supernova que \u00e9 exatamente um desses locais.<\/p>\n\n\n\n

O Fermi mostrou que as ondas de choque de estrelas que explodiram impulsionam as part\u00edculas a velocidades compar\u00e1veis \u00e0s da luz. Chamados raios c\u00f3smicos, estas part\u00edculas assumem principalmente a forma de prot\u00f5es, mas podem incluir n\u00facleos at\u00f3micos e eletr\u00f5es. Dado que transportam uma carga el\u00e9trica, os seus percursos tornam-se confusos \u00e0 medida que atravessam o campo magn\u00e9tico da nossa Gal\u00e1xia. Uma vez que j\u00e1 n\u00e3o podemos dizer de que dire\u00e7\u00e3o tiveram origem, isto mascara o seu local de nascimento. Mas quando estas part\u00edculas colidem com g\u00e1s interestelar perto do remanescente de supernova, produzem um brilho em raios-gama – a forma mais energ\u00e9tica de luz que existe.<\/p>\n\n\n

\n
\"\"<\/a>
Esta sequ\u00eancia compara os resultados do Fermi em tr\u00eas gamas de energia. O pulsar J2229+6114 \u00e9 a fonte brilhante no topo, a ponta norte do remanescente da supernova G106.3+2.7 (delineado a verde). Em cada gama de energia, a sequ\u00eancia mostra primeiro o n\u00famero de raios-gama e depois as quantidades em excesso em compara\u00e7\u00e3o com as expetativas de um modelo de fundo. Cores mais brilhantes indicam n\u00fameros maiores de raios-gama ou quantidades em excesso. Nas energias mais elevadas, surge uma nova fonte de raios-gama, produzida quando os prot\u00f5es acelerados pela onda de choque da supernova atingem uma nuvem de g\u00e1s pr\u00f3xima. Cr\u00e9dito: NASA\/Fermi\/Fang et al. 2022<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

“Os te\u00f3ricos pensam que os prot\u00f5es mais energ\u00e9ticos dos raios c\u00f3smicos na Via L\u00e1ctea atingem 1×10^15 eV (mil bili\u00f5es eletr\u00f5es-volt), ou energias PeV”, disse Ke Fang, professora assistente de f\u00edsica na Universidade de Wisconsin, Madison. “A natureza precisa das suas fontes, fontes estas que chamamos ‘PeVatrons’, tem sido dif\u00edcil de localizar”.<\/p>\n\n\n\n

Presas por campos magn\u00e9ticos ca\u00f3ticos, as part\u00edculas atravessam repetidamente a onda de choque da supernova, ganhando velocidade e energia com cada passagem. Eventualmente, o remanescente j\u00e1 n\u00e3o consegue segur\u00e1-las e deslocam-se velozmente para o espa\u00e7o interestelar.<\/p>\n\n\n\n

Aceleradas at\u00e9 cerca de 10 vezes a energia reunida pelo acelerador de part\u00edculas mais poderoso do mundo, o LHC (Large Hadron Collider), os prot\u00f5es PeV est\u00e3o \u00e0 beira de escapar por completo da nossa Gal\u00e1xia.<\/p>\n\n\n\n

Os astr\u00f3nomos identificaram alguns PeVatrons suspeitos, incluindo um no centro da nossa Gal\u00e1xia. Naturalmente, os remanescentes de supernova encabe\u00e7am a lista de candidatos. No entanto, dos cerca de 300 remanescentes conhecidos, apenas alguns foram encontrados a emitir raios-gama com energias suficientemente elevadas.<\/p>\n\n\n\n

Um “destro\u00e7o” estelar em particular tem merecido muita aten\u00e7\u00e3o por parte dos astr\u00f3nomos de raios-gama. De nome G106.3+2.7, \u00e9 uma nuvem em forma de cometa localizada a cerca de 2600 anos-luz de dist\u00e2ncia na dire\u00e7\u00e3o da constela\u00e7\u00e3o de Cefeu. Um pulsar brilhante cobre a extremidade norte do remanescente de supernova e os astr\u00f3nomos pensam que ambos os objetos se formaram na mesma explos\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

O LAT (Large Area Telescope) do Fermi, o seu instrumento prim\u00e1rio, detetou raios-gama na faixa de energias GeV (milhares de milh\u00f5es eletr\u00f5es-volt) oriundos da cauda estendida do remanescente (para compara\u00e7\u00e3o, a energia da luz vis\u00edvel mede entre 2 e 3 eletr\u00f5es-volt). O VERITAS (Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System) no Observat\u00f3rio Fred Lawrence Whipple, no sul do estado norte-americano do Arizona, registou raios-gama ainda mais energ\u00e9ticos da mesma regi\u00e3o. E tanto o HAWC (High-Altitude Water Cherenkov Gamma-Ray Observatory) no M\u00e9xico como a Tibet AS-Gamma Experiment na China detetaram fot\u00f5es com energias de 100 TeV (100 bili\u00f5es eletr\u00f5es-volt) da \u00e1rea estudada pelo Fermi e pelo VERITAS.<\/p>\n\n\n\n

“Este objeto tem sido uma fonte de interesse consider\u00e1vel j\u00e1 h\u00e1 algum tempo, mas para o coroar como PeVatron, temos que provar que est\u00e1 a acelerar prot\u00f5es”, explicou o coautor Henrike Fleischhack da Universidade Cat\u00f3lica da Am\u00e9rica em Washington e do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland. “O sen\u00e3o \u00e9 que os eletr\u00f5es acelerados para algumas centenas de TeV podem produzir a mesma emiss\u00e3o. Agora, com a ajuda de 12 anos de dados Fermi, pensamos ter argumentos suficientes para dizer que G106.3+2.7 \u00e9, de facto, um PeVatron”.<\/p>\n\n\n\n

Um artigo cient\u00edfico que detalha as conclus\u00f5es, liderado por Fang, foi publicado dia 10 de agosto na revista Physical Review Letters.<\/p>\n\n\n\n

O pulsar, J2229+6114, emite os seus pr\u00f3prios raios-gama num feixe parecido ao de um farol enquanto gira, e este brilho domina a regi\u00e3o a energias de alguns GeV. A maior parte desta emiss\u00e3o ocorre na primeira metade da rota\u00e7\u00e3o do pulsar. A equipa efetivamente desligou o pulsar ao analisar apenas os raios-gama que chegam da \u00faltima parte do ciclo. Abaixo dos 10 GeV, n\u00e3o h\u00e1 emiss\u00e3o significativa da cauda do remanescente.<\/p>\n\n\n\n

Acima desta energia, a interfer\u00eancia do pulsar \u00e9 insignificante e a fonte adicional torna-se facilmente aparente. A an\u00e1lise detalhada da equipa favorece esmagadoramente os prot\u00f5es PeV como as part\u00edculas que conduzem esta emiss\u00e3o de raios-gama.<\/p>\n\n\n\n

“At\u00e9 agora, G106.3+2.7 \u00e9 \u00fanico, mas pode revelar-se o membro mais brilhante de uma nova popula\u00e7\u00e3o de remanescentes de supernova que emitem raios-gama e que atingem energias na faixa dos TeV”, real\u00e7a Fang. “Fontes adicionais poder\u00e3o ser reveladas atrav\u00e9s de observa\u00e7\u00f5es futuras pelo Fermi e por observat\u00f3rios de raios-gama a energias muito altas”.<\/p>\n\n\n\n

\n