INTEGRAL resolve mistério dos raios gama do centro da nossa Galáxia

2004-03-25

A região central da nossa Galáxia vista pelo Observatório de Raios Gama INTEGRAL. O INTEGRAL é o primeiro telescópio a resolver 91 fontes individuais de raios gama na direcção do centro galáctico. Crédito: ESA, F. Lebrun (CEA-Saclay).
Na década de 70, experiências com balões na alta atmosfera
atmosfera
1- Camada gasosa que envolva um planeta ou uma estrela. No caso das estrelas, entende-se por atmosfera as suas camadas mais exteriores. 2- A atmosfera (atm) é uma unidade de pressão equivalente a 101 325 Pa.
levaram à descoberta da radiação
radiação electromagnética
A radiação electromagnética, ou luz, pode ser considerada como composta por partículas (os fotões) ou ondas. As suas propriedades dependem do comprimento de onda: ondas ou fotões com comprimentos de onda mais longos traduzem radiação menos energética. A radiação electromagnética, ou luz, é usualmente descrita como um conjunto de bandas de radiação, como por exemplo o infravermelho, o rádio ou os raios-X.
gama da nossa Galáxia
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.
a que os astrónomos chamaram “fundo de 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.
moles
mole (mol)
A mole (mol) é a unidade fundamental SI de quantidade de matéria e é equivalente à quantidade de matéria que contém tantas entidades elementares quantos os átomos que existem em 0,012 kg de carbono-12.
da Galáxia”. Inicialmente, os astrónomos pensaram que a radiação gama mole da nossa Galáxia tinha origem nas interacções que envolvem os átomos
átomo
O átomo é a menor partícula de um dado elemento que tem as propriedades químicas que caracterizam esse mesmo elemento. Os átomos são formados por electrões à volta de um núcleo constituído por protões e neutrões.
do gás que permeia a Galáxia. Esta teoria conseguia explicar a natureza difusa da emissão, pois o gás é ubíquo, mas não conseguia explicar a potência observada dos raios gama, porque os mecanismos propostos nunca produziriam raios gama suficientes.

Durante a Primavera e o Outono de 2003, o Observatório de Raios Gama 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.
(ESA
European Space Agency (ESA)
A Agência Espacial Europeia foi fundada em 1975 e actualmente conta com 15 países membros, incluindo Portugal.
) observou as regiões centrais da nossa Galáxia. Utilizando o seu telescópio de raios gama IBIS, o INTEGRAL detectou objectos celestes individuais que emitem a maior parte da radiação gama mole do centro galáctico. As observações anteriores, com outros instrumentos, não tinham tido a capacidade de resolver as fontes individuais, de forma que detectavam uma emissão difusa de raios gama, constituída pela fusão
fusão
1- passagem do estado sólido ao líquido, por efeito do calor; 2- junção, união.
das diferentes fontes individuais.

Num artigo publicado na revista científica Nature em Março, a equipa liderada por F. Lebrun (CEA Saclay, Gif sur Yvette, França) relata a descoberta de 91 fontes de raios gama moles na direcção do centro da nossa Galáxia. Para grande surpresa dos cientistas, quase metade destas fontes não encaixam em nenhuma classe de objectos de raios gama conhecida e, provavelmente, representam uma nova população de objectos emissores de radiação gama.

As primeiras pistas sobre a nova classe de objectos raios gama apareceram em Outubro, quando o INTEGRAL descobriu uma intrigante fonte de raios gama, IGRJ16318-4848. Os dados observacionais obtidos com o INTEGRAL e com o Observatório de Raios-X XMM-Newton
X-ray Spectroscopy Multi-Mirror Mission (XMM-Newton)
Satélite de raios-X da Agência Espacial Europeia colocado em órbita no dia 10 de Dezembro de 1999, com a ajuda de um foguetão Ariane 5. Este satélite é o segundo de uma série de missões no âmbito do programa espacial europeu de longo termo Horizon 2000.
(ESA) sugeriram que este objecto é um sistema binário embebido numa espessa concha de gás frio e poeira, em que um dos elementos é, provavelmente, um buraco negro
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.
, ou uma estrela 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.
. A estrela
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.
companheira vai perdendo o seu gás para o buraco negro (ou estrela de neutrões
neutrão
Partícula que, juntamente com o protão, constitui os núcleos atómicos. Exceptuando o hidrogénio, todos os átomos têm neutrões, e é o número de neutrões que determina o isótopo de determinado elemento químico. Os neutrões têm carga eléctrica neutra. Os neutrões são formados por três quarks (dois "d" e um "u"), são bariões (e hadrões) e o seu spin é um número semi-inteiro. Os neutrões livres declinam por decaímento beta, com um tempo de semi-vida de 10,8 minutos, originando um protão, um electrão e um neutrino. No núcleo atómico, o neutrão é tão estável quanto o protão.
): o gás vai sendo puxado para um disco de acreção
disco de acreção
Disco composto por gás e poeira interestelares que pode circundar buracos negros, estrelas de neutrões, variáveis cataclísmicas, ou estrelas em formação.
à volta do buraco negro, é acelerado
aceleração
A aceleração é a taxa de variação da velocidade de um corpo com o tempo.
e acaba por cair no buraco negro. Quando isto acontece, é libertada energia em todos os comprimentos 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.
, mas só a radiação gama consegue penetrar a espessa concha de gás que envolve o sistema e chegar até nós.

A natureza das fontes detectadas no centro galáctico não é ainda certa, pois outras interpretações, que não envolvem buracos negros, são possíveis. Por exemplo, estes objectos podem ser os despojos de estrelas que explodiram e que estão a receber energia de pulsares.

Independentemente da natureza exacta destas fontes de raios gama, as observações realizadas pelo INTEGRAL mostraram de forma convincente que a energia destes novos objectos totaliza quase 90% do fundo de raios gama moles do centro da nossa Galáxia.

A continuação das observações do INTEGRAL em outras direcções permitirá verificar se existem objectos deste tipo escondidos por todo o lado na nossa Galáxia.

Fonte da notícia: http://www.esa.int/esaCP/SEM24EX5WRD_index_0.html