Fermi detecta duas bolhas gigantescas de raios gama na Via Láctea

De um lado ao outro do céu as novas bolhas de raios-gama se estendem por 50.000 anos luz, isto é, metade do diâmetro da Via Láctea, nas direções dos pólos galácticos, como demonstrado nesta figura. Indícios das bordas destas bolhas foram primeiramente observadas em raios-X pelo satélite ROSAT, uma missão alemã que operou na década de 1990. Os raios gama mapeados pelo FERMI (cor magenta) se estendem muito alem do plano galáctico. Crédito: NASA's Goddard Space Flight Center

O telescópio FERMI da NASA, um observatório espacial especializado na observação de raios gama, descobriu duas bolhas enormes, com tamanho estimado em cerca de 25.000 anos-luz cada, situadas acima e abaixo do bojo central da Via Láctea. Essa é uma estrutura até então desconhecida de nossa galáxia, que poderia consistir no remanescente de uma erupção do buraco negro central supermassivo galáctico.

“O que vemos aqui são duas bolhas que emitem raios gama e que se estendem por 25.000 anos luz, uma para o norte e outra para o sul, a partir do centro da nossa galáxia”, disse Doug Finkbeiner, astrônomo do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica em Cambridge (Massachusetts, EUA), que foi o primeiro a reconhecê-las. Contudo, “Nós ainda não entendemos completamente sua naturezas e origens.”

As bolhas contêm um espectro de energia mais alta que o brilho da radiação difusa de raios-gama comumente observado nos céus. Além disso, os dados do Fermi LAT mostram que as bolhas apresentam bordas bem definidas. Estas propriedades (alta energia e formato claro) sugerem que a estrutura foi causada por um evento cósmico violento e súbito. Crédito: NASA/DOE/Fermi LAT/D. Finkbeiner et al.

Gigantescas bolhas formam uma estrutura com 50.000 anos-luz

A estrutura da bolha abrange mais de metade do céu visível a partir da constelação de Virgem até a constelação do Guindaste e pode ter alguns milhões de anos de idade. O artigo com os resultados do estudo foi publicado no Astrophysical Journal.

Finkbeiner e sua equipe descobriram estas estruturas da galáxia quando eles processaram os dados públicos fornecidos pelo Telescópio de Grande Área (LAT, por sua sigla em Inglês) do observatório Fermi. O LAT é o detector de raios gama mais sensível e de maior resolução disponível existente atualmente. A radiação gama é a forma de luz mais energética existente.

Outros astrônomos que estudam os raios gama não haviam conseguido detectar as bolhas possivelmente devido ao nevoeiro que aparece em todo o céu, causado pelos raios gama. Este névoa difusa surge quando partículas que se deslocam a velocidades próximas à da luz interagem com a luz e o gás interestelar da Via Láctea.

Esta gigantesca estrutura de raios-gama foi descoberta a partir da análise dos dados do FERMI na faixa de 1 a 10 GeV, mostradas aqui. A concha de raios-gama emerge do centro galáctico e se espalha 50º para o norte e sul do plano galáctico da Via Láctea, da constelação de Virgem até a constelação da Grua. Crédito: NASA/DOE/Fermi LAT/D. Finkbeiner et al.

A equipe do LAT refina constantemente os modelos de descobrir novas fontes de raios gama obscurecidas por esta emissão difusa, como o fenômeno é tecnicamente chamado. Mediante ao uso de diversas estimativas da neblina, Finkbeiner e seus colegas foram capazes de isolar os dados LAT e revelar as bolhas gigantes galácticas.

Os cientistas já estão fazendo uma análise mais detalhada para entender melhor como essa estrutura, nunca antes percebida, verdadeiramente se formou. As emissões de radiação a partir bolhas são muito mais energéticas do que a névoa de raios gama vista em outras partes da Via Láctea. Além disso, as bolhas também parecem ter bordas bem definidas. A forma e a emissão sugerem que a estrutura formada como resultado de uma liberação grande e relativamente rápida de energia, embora a fonte ainda permaneça um mistério para os cientistas.

Jatos do buraco negro supermassivo galáctico?

Uma possibilidade interessante seria que a estrutura tenha se originado a partir de jorros de partículas gerados no buraco negro supermassivo no centro da galáxia. Em muitas outras galáxias, os astrônomos têm observado jatos de partículas ultra velozes alimentados pela matéria em acresção atraída por um buraco negro supermassivo central galáctico. Embora não haja uma evidência direta de que o buraco negro da Via Láctea emita atualmente esse tipo de jato, este evento pode ter acontecido no passado.

Resquícios de uma galáxia explosiva?

Outra explicação sugere que as bolhas podem também ser formadas como resultado de saídas de gás do bojo central galáctico, a partir de um processo violento de formação de estrelas (tais como vemos em galáxias explosivas), talvez o evento que produziu muitos aglomerados de estrelas massivas no centro da Via Láctea, há bilhões de anos.

“Em outras galáxias, vemos que as explosões de estrelas podem levar a enormes fluxos de saída de gás”, disse David Spergel, cientista da Universidade de Princeton, em Nova Jersey (EUA). “Qualquer que seja a fonte de energia que está por trás dessas bolhas enormes, a mesma está relacionada com as questões mais profundas da astrofísica.”

Algumas pistas sobre estas bolhas já haviam aparecido nos dados de duas sondas espaciais:

1. Observações de raios-X do satélite alemão Roentgen sugeriram evidências sutis das bordas da bolha perto do centro galáctico ou na mesma orientação da Via Láctea.
2. O satélite da NASA Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) encontrou um excesso de sinais de rádio na mesma posição onde encontraram as bolhas de raios-gama.

Consulte a página NASA’s Fermi Finds Giant, Previously Unseen Structure In Our Galaxy: Briefing Materials para acessar desenhos e filmes ilustrativos.

Elétrons movendo-se em velocidades relativísticas são uma importante fonte do brilho difuso de raios-gama na Via Láctea. São estes elétrons que fornecem os raios gama da estrutura em bolha detectada pelo FERMI. Quando um elétron relativístico se choca com um foton de baixa energia (rádio ou infravermelho), a colisão reduz a velocidade do elétron e transfere energia para o fóton gerando raios-gama. Credit: NASA/Goddard

Fontes

NASA:

• NASA’s Fermi Telescope Finds Giant Structure in our Galaxy
• NASA’s Fermi Finds Giant, Previously Unseen Structure In Our Galaxy: Briefing Materials

Solstation.com: Milky Way’s Gamma-Ray Bubbles

APOD: Huge Gamma Ray Bubbles Found Around Milky Way – Crédito: NASA, DOE, Fermi Gamma-Ray Space Telescope, LAT detector, D. Finkbeiner et al.

Artigo Científico

ArXiv.org: Giant Gamma-ray Bubbles from Fermi-LAT: AGN Activity or Bipolar Galactic Wind? por Meng Su, Tracy R. Slatyer,Douglas P. Finkbeiner

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