Raios gama misteriosos podem não estar emanando das bolhas de Fermi, afinal: ScienceAlert

Raios gama misteriosos podem não estar emanando das bolhas de Fermi, afinal: ScienceAlert

Um trapaceiro de raios gama acaba de ser encontrado nas proximidades da Via Láctea.

Radiação energética anteriormente associada a estruturas em erupção do centro galáctico da Via Láctea chamada de bolhas de Fermi na verdade parece vir de algo mais distante.

As origens são pensadas para ser milissegundos pulsares em uma pequena galáxia anã orbitando a nossa.

A descoberta tem implicações para nossa compreensão das bolhas de Fermi, mas também pode ter um impacto em áreas mais amplas de pesquisa, como a busca por galáxias matéria escura.

As bolhas de Fermi foram descobertas em 2010 e foram uma grande surpresa, literalmente. São bolhas gigantescas de gás de alta energia que emanam do centro galáctico que se estendem acima e abaixo do plano galáctico, por uma distância total de 50.000 anos-luz, expandindo-se a uma taxa de milhões de quilômetros por hora.

Uma visualização das bolhas de Fermi. (Centro de Voo Espacial Goddard da NASA)

O que quer que os tenha criado – o supermassivo da Via Láctea buraco negro sendo um dos principais candidatos – fez isso milhões de anos atrás, e as bolhas têm soprado para cima e para fora desde então. Eles são mais brilhantes em radiação gama de alta energia do que o resto do disco da Via Láctea.

Nem toda a radiação das bolhas de Fermi é distribuída uniformemente. Em particular, há o que é descrito como um “casulo“de raios cósmicos recentemente acelerados no lobo sul, interpretados em sua descoberta em 2011 como parte do ambiente da superbolha.

Agora, uma equipe de astrônomos, liderada pelo astrofísico Roland Crocker, da Universidade Nacional Australiana na Austrália, notou algo interessante.

A localização do casulo coincide diretamente com a localização de outro objeto – o núcleo da galáxia anã esferoidal de Sagitário, um satélite da Via Láctea que está em processo de ser dilacerado e subsumido pela galáxia maior.

Isso, por si só, seria um grande co-inky-dink, com uma probabilidade muito baixa de cerca de 1%. Mas fica ainda mais interessante. O casulo e a galáxia de Sagitário também têm formas e orientações semelhantes.

Claro, a distância no espaço pode ser extremamente difícil de medir. A menos que você saiba exatamente quanta luz algo está emitindo, é difícil saber a que distância está.

Se você vir algo emitindo radiação gama em uma estrutura de radiação gama maior, provavelmente é natural supor que os dois estejam relacionados. Mas duas coisas com formas e orientações semelhantes alinhadas diretamente em nossa linha de visão seriam, bem, muito peculiares.

Não é impossível, mas pode haver uma explicação mais provável, como uma ligação entre esses dois objetos.

Então, os pesquisadores decidiram revisitar o casulo e ver se a galáxia anã poderia ser uma explicação alternativa para a radiação gama observada nele.

Eles modelaram a emissão em uma série de explicações, incluindo o casulo intra-bolha e a galáxia de Sagitário, e descobriram que, por alguma significância, a galáxia de Sagitário era o emissor mais provável da radiação gama no casulo de Fermi.

A próxima pergunta, naturalmente, era o que poderia estar produzindo isso. Na Via Láctea, os raios gama são gerados predominantemente por colisões entre os raios cósmicos e o gás no meio interestelar.

Isso não é possível para a galáxia de Sagitário. A menor galáxia satélite está caindo gravitacionalmente na Via Láctea, e já faz algum tempo; como tal, seu gás foi cuidadosamente removido, provavelmente cerca de 2 a 3 bilhões de anos atrás.

Nem estrelas massivas e de vida curta estão morrendo em supernovas espetaculares; estes nascem do gás, e, bem. Não há nenhum.

A explicação mais provável que a equipe encontrou são os pulsares de milissegundos. Estas são estrelas de nêutrons (os núcleos ultradensos e colapsados ​​de estrelas massivas mortas) com taxas de rotação extremamente rápidas, em escalas de milissegundos; enquanto giram, emitem jatos de radiação de seus pólos – incluindo raios gama.

Estes seriam compatíveis com os episódios mais recentes de formação estelar na galáxia de Sagitário, e teriam a mesma distribuição espacial que o resto da população estelar.

Embora a radiação gama pareça brilhante em comparação com outras galáxias como Andrômeda, isso seria possível se os pulsares tivessem de 7 a 8 bilhões de anos e baixo teor de metal – consistente com o resto da população de Sagitário, dizem os pesquisadores.

Esta descoberta sugere que galáxias anãs esferoidais como Sagitário podem produzir mais radiação gama do que o esperado.

Se assim for, eles podem confundir as pesquisas por sinais de matéria escura, um dos quais é a hipótese de ser um excesso de radiação gama emitidas à medida que partículas de matéria escura e antipartículas se aniquilam mutuamente.

A possibilidade, dizem os pesquisadores, deve ser examinar mais de perto essas galáxias pequenas e fracas, para ver se precisamos revisar nossa compreensão das galáxias anãs esferoidais e das antigas populações de estrelas que elas contêm.

A pesquisa foi publicada em Astronomia da Natureza.