INTEGRAL obtém mapa da Via Láctea em raios gama

2003-11-24

Parte do mapa da Galáxia obtido em raios gama com o satélite INTEGRAL, com algumas das fontes mais fortes indicadas (pontos a amarelo). As zonas a azul representam emissão fraca em raios gama. Crédito: ESA.
Desde a sua formação, há cerca de 12 mil milhões de anos, a partir de uma nuvem de gás de hidrogénio e hélio, a Via Láctea
Via Láctea
A Via Láctea é a galáxia de que faz parte o nosso Sistema Solar. Trata-se de uma galáxia espiral gigante, com um diâmetro de cerca de 160 mil anos-luz e uma massa da ordem de 100 mil milhões de vezes a massa do Sol.
tem vindo a ser continuamente enriquecida quimicamente com elementos mais pesados. Tal enriquecimento permitiu, por exemplo, a formação de planetas
planeta
Um planeta é um objecto que se forma no disco que circunda uma estrela em formação e cuja massa é superior à de Plutão (1/500 da massa da Terra) e inferior a 10 vezes a massa de Júpiter. Ao contrário das estrelas, os planetas não produzem luz, apenas reflectem a luz da estrela que orbitam.
e o aparecimento de Vida no nosso planeta.

Actualmente, um desses elementos pesados, o alumínio radioactivo, encontra-se espalhado pela Galáxia e, à medida que decai transformando-se em magnésio, liberta raios gama
raios gama
Os raios gama são a componente mais energética e mais penetrante de toda a radiação electromagnética. Os fotões gama possuem energias elevadíssimas, tipicamente superiores a 10 keV, às quais correspondem comprimentos de onda inferiores a umas décimas do Ångstrom. Este tipo de radiação é, por exemplo, emitido espontaneamente por núcleos atómicos de algumas substâncias radioactivas.
com um comprimento de onda
comprimento de onda
Designa-se por comprimento de onda a distância entre dois pontos sucessivos de amplitude máxima (ou mínima) de uma onda.
correspondente a uma energia de 1809 keV. Esta emissão tem vindo a ser mapeada pelo INTErnational Gama RAy Laboratory (INTEGRAL
INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory (INTEGRAL)
O INTEGRAL é um observatório espacial de raios gama da ESA, com cooperação da Rússia e dos Estados Unidos da América, lançado em Outubro de 2002. Esta missão é especialmente dedicada à espectroscopia e obtenção de imagens de alta resolução de fontes de raios gama dentro do intervalo de energia dos 15 keV aos 10 MeV, com monitorização simultânea em raios-X (4-35 keV) e no óptico (banda V, centrada nos 550 nm). Entre outros sucessos, o INTEGRAL já efectou medições espectrais de fontes raios gama, detectou fulgurações de raios gama e mapeou o plano galáctico.
), da ESA
European Space Agency (ESA)
A Agência Espacial Europeia foi fundada em 1975 e actualmente conta com 15 países membros, incluindo Portugal.
, com o objectivo de se perceber exactamente qual o responsável pela produção de todo este alumínio. Em particular, o Integral está a observar os “pontos quentes” de alumínio na Galáxia para determinar se estes são causados por objectos celestes individualmente, ou pelo alinhamento acidental de muitos desses objectos.

Os astrónomos acreditam que as fontes mais prováveis do alumínio são supernovas
supernova
Uma supernova é a explosão de uma estrela no final da sua vida. As explosões de supernova são de tal forma violentas e luminosas que o seu brilho pode ultrapassar o brilho de uma galáxia inteira. Existem dois tipos principais de supernova: as supernovas Tipo Ia, que resultam da explosão duma estrela anã branca que, no seio de um sistema binário, rouba matéria da estrela companheira até a sua massa atingir o limite de Chandrasekhar e então colapsa; e as supernovas Tipo II, que resultam da explosão de uma estrela isolada de massa elevada (com massa superior a cerca de 4 vezes a massa do Sol) que esgotou o seu combustível nuclear e expeliu as suas camadas externas, restando apenas um objecto compacto (uma estrela de neutrões ou um buraco negro).
(resultantes da explosão de estrelas
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
de massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
elevada) e, dado que o tempo de decaimento do alumínio é cerca de 1 milhão de anos, os mapas obtidos com o INTEGRAL mostram quantas estrelas já terão morrido na história recente da nossa galáxia
galáxia
Um vasto conjunto de estrelas, nebulosas, gás e poeira interestelar gravitacionalmente ligados. As galáxias classificam-se em três categorias principais: espirais, elípticas e irregulares.
. Alternativamente, outras fontes possíveis do alumínio podem ser gigantes vermelhas
estrela gigante vermelha
As estrelas gigantes vermelhas são estrelas gigantes com temperaturas à superfície entre 2500 e 3500°C, do tipo espectral M ou K. As estrelas gigantes são um estado evoluído de estrelas anãs, como o Sol - as estrelas anãs, ao terminarem o processo de fusão de hidrogénio no seu núcleo, arrefecem e expandem-se, evoluindo para estrelas gigantes. Um dos seguintes processos, ou os dois, ocorre agora: a fusão de hidrogénio em hélio numa camada à volta do núcleo; a fusão de hélio em carbono e oxigénio no núcleo. As estrelas gigantes são muito luminosas: num diagrama Hertzsprung-Russell, o ramo das estrelas gigantes é mais luminoso do que a sequência principal.
ou estrelas azuis quentes que produzem esse elemento naturalmente.

De modo a optar por uma destas duas explicações, o INTEGRAL também está a mapear ferro radioactivo, cuja produção só pode ocorrer em supernovas. Modelos teóricos sugerem que durante a explosão de supernova o alumínio e o ferro são produzidos em conjunto na mesma região da estrela moribunda. Logo, se a distribuição de ferro coincidir com a distribuição de alumínio, isso prova que a maior parte do alumínio tem origem nas supernovas.

Contudo, estas observações são difíceis e não foram possíveis até agora porque a assinatura em raios gama do ferro radioactivo é cerca de 6 vezes mais fraca que a do alumínio. Mas, à medida que o Integral acumular mais dados no decurso do próximo ano, será finalmente possível revelar a assinatura do ferro radioactivo, permitindo aos astrónomos testar as suas teorias.

Além destas observações, o INTEGRAL também tem vindo a olhar para o centro da Galáxia de modo a obter o mapa mais detalhado de antimatéria
antimatéria
Designa-se por antimatéria a matéria constituída por antipartículas, tais como antiprotões, antineutrões e positrões. A maior parte do Universo observável é formado de matéria constituída por partículas e não de antimatéria.
nessa região. A antimatéria é como um reflexo da matéria normal, e é produzida em processos atómicos extremamente energéticos, como o decaimento radioactivo do alumínio. A sua assinatura típica situa-se na energia de 511 keV, pois esta é a energia envolvida na aniquilação de pares
aniquilação de um par
O processo de aniquilação de um par ocorre quando uma partícula e uma antipartícula colidem e resulta na transformação das suas massas em energia. A energia libertada é equivalente à soma da energia de repouso e da energia cinética da partícula e da antipartícula. A aniquilação do par electrão-positrão resulta em radiação gama (dois fotões emitidos em sentidos opostos), enquanto que a aniquilação do par protão-antiprotão resulta na formação de piões.
electrão-positrão. Apesar destas observações não estarem ainda concluídas, elas mostram que existem quantidades demasiado elevadas de antimatéria para que esta se deva exclusivamente ao decaimento do alumínio. As observações também mostram claramente que deve haver muitas fontes de antimatéria porque esta não se encontra distribuída em torno de um só ponto.

Esta antimatéria pode ter muitas origens, como supernovas, estrelas vermelhas envelhecidas, estrelas azuis quentes, jactos emitidos por estrelas de neutrões
estrela de neutrões
Uma estrela de neutrões é o remanescente de uma estrela de massa elevada que explodiu como supernova. Trata-se de um objecto muito compacto constituído essencialmente por neutrões, com apenas cerca de 10 a 20 km de diâmetro, uma densidade média entre 1013 e 1015 g/cm3, uma temperatura central de 109 graus e um intenso campo magnético de 1012 gauss.
ou buracos negros
buraco negro
Um buraco negro é um objecto cuja gravidade é tão forte que a sua velocidade de escape é superior à velocidade da luz. Em Astronomia, distinguem-se dois tipos de buraco negro: os buracos negros estelares, que resultam da morte de uma estrela de massa elevada, e os buracos negros galácticos, que existem no centro das galáxias activas.
, fulgurações de raios gama
fulguração de raios gama
Uma fulguração de raios gama é uma potentíssima explosão, com consequente libertação de fotões gama, que ocorre em direcções aleatórias no céu. Descobertas acidentalmente nos anos 1960, sabe-se que algumas delas estão associadas a um tipo particular de supernovas, as explosões que marcam o fim da vida de uma estrela de massa elevada.
, ou ainda a interacção entre raios cósmicos e nuvens de gás e poeira no meio interestelar
meio interestelar
O meio interestelar é constituído por toda a matéria existente no espaço entre as estrelas. Cerca de 99% da matéria interestelar é composta por gás, sendo os restantes 1% dominados pela poeira. A massa total do gás e da poeira do meio interestelar é cerca de 15% da massa total da matéria observável da nossa galáxia, a Via Láctea. A matéria do meio interestelar existe em diferentes regimes de densidade e temperatura, como por exemplo as nuvens moleculares (frias e densas) ou o gás ionizado (quente e ténue).
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Fonte da notícia: http://www.esa.int/export/esaCP/SEMF9YWLDMD_Expanding_2.html