Mistério no centro da Galáxia

2004-10-14

O centro da nossa Galáxia em raios gama de alta energia. A região mais brilhante pode estar associada com o buraco negro de massa elevada Sagittarius A*. As coordenadas são a ascensão recta no eixo das abcissas e a declinação no eixo das ordenadas; a linha na diagonal mostra a localização do plano da galáxia. Crédito: H.E.S.S. collaboration.
O observatório 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.
H.E.S.S. detectou 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 de alta energia proveniente do centro 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.
. O centro galáctico alberga um número de potenciais fontes de raios gama: 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.
de massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
elevada, remanescentes de 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).
, e possivelmente, partículas exóticas de matéria escura
matéria escura
A matéria escura é matéria que não emite luz e por isso não pode ser observada directamente, mas cuja existência é inferida pela sua influência gravitacional na matéria luminosa, ou prevista por certas teorias. Por exemplo, os astrónomos acreditam que as regiões mais exteriores das galáxias, incluindo a Via Láctea, têm de possuir matéria escura devido às observações do movimento das estrelas. A Teoria Inflacionária do Universo prevê que o Universo tem uma densidade elevada, o que só pode ser verdade se existir matéria escura. Não se sabe ao certo o que constitui a matéria escura: poderão ser partículas subatómicas, buracos negros, estrelas de muito baixa luminosidade, ou mesmo uma combinação de vários destes ou outros objectos.
. A radiação detectada com o H.E.S.S. tem origem numa região próxima de Sagittarius A*, o buraco negro central 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.
. Segundo a maioria das teorias sobre a matéria escura, esta radiação é demasiado energética para ter sido criada por aniquilação
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.
de partículas de matéria escura. Por sua vez, o espectro de energia observado ajusta-se melhor a uma fonte que produz um fluxo constante de energia, como uma gigante explosão de supernova.

Sabe-se que uma supernova muito potente ocorreu nesta região há 10000 anos e essa explosão pode ter acelerado
aceleração
A aceleração é a taxa de variação da velocidade de um corpo com o tempo.
os raios gama cósmicos até às altas energias que se observam hoje. Contudo, esta explicação entra em contradição com resultados anteriores obtidos pelos telescópios de 10 m CANGAROO (na Austrália) e Whipple (no Arizona). Estes telescópios detectaram raios gama de alta energia oriundos do centro da nossa Galáxia com características diferentes das observações do H.E.S.S.. Embora nenhum destes telescópios alcança a precisão do H.E.S.S., não permitindo determinar a localização exacta da fonte da radiação, é possível que a fonte de raios gama no centro galáctico varie numa escala de tempo de um ano, o que sugere que a fonte é um objecto variável, como por exemplo, o buraco negro central.

O centro da nossa galáxia permanece assim um mistério. A equipa do H.E.S.S. espera melhorar o nosso conhecimento desta região com mais observações, especialmente a partir de agora, que tem os quatro telescópios a funcionarem ao mesmo tempo.

O consórcio H.E.S.S. (do inglês High Energy Stereoscopic System), constituído por institutos de países europeus (Alemanha, França, Reino Unido, Irlanda, República Checa e Arménia) e africanos (Namíbia e África do Sul), construiu um sistema de quatro telescópios em Khomas Highland, Namíbia, para o estudo de raios gama de alta energia (100 Gev). Os telescópios, conhecidos como telescópios de Cherenkov, obtêm imagens criadas quando raios gama de alta energia cósmicos são absorvidos pela atmosfera terrestre
atmosfera terrestre
A atmosfera terrestre é composta por um conjunto de camadas gasosas que envolvem a Terra. Estas camadas são designadas por Troposfera (da superfície da Terra até cerca de 10 km de altitude), Estratosfera (10 - 50 km), Mesosfera (50 - 100 km), Termosfera (100 - 400 km) e Exosfera (acima dos 400 km).
. Cada telescópio do H.E.S.S. possui espelhos que ocupam uma área de 108 metros quadrados e estão equipados com detectores de luz muito sensíveis e rápidos. A construção dos telescópios teve início em 2001 e as observações começaram logo que o primeiro telescópio ficou pronto. O centro galáctico foi dos primeiros objectos a serem observados quando dois telescópios estavam operacionais.

Fonte da notícia: http://www.pparc.ac.uk/Nw/SgrA.asp