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terça-feira, 10 de janeiro de 2012

O universo além dos 10 GeV

Legenda da foto de baixo: 1- A radiogaláxia NGC1275 (Perseu A) observada a energias entre 1 e 10 GeV; 2- Uma nova fonte surge nas proximidades (à direita no centro) a energias mais altas, entre 10 e 100 GeV; a NGC 1275 desaparece e a galáxia IC310 brilha intensamente a energias entre 100 GeV e 300 GeV.


Após mais de três anos no espaço, o Telescópio Espacial Fermi de Raios Gama está expandindo sua visão do céu em frequências de altas energias para uma parte do espectro electromagnético ainda inexplorada. Hoje, a equipe do Fermi anunciou seu primeiro censo de fontes de energia neste novo campo.

O Telescópio de Grande Área do Fermi (LAT) varre todo o céu a cada três horas, aprofundando continuamente a imagem que vai formando do céu em raios gama, a forma mais energética de luz que há (tudo, desde a eletricidade na tomada, os raios X, ultravioleta, rádio, TV, é energia eletromagnética, luz). Ao passo que a energia da luz visível situa-se entre 2 e 3 elétron-volts, o LAT detecta raios gama cuja energia é medida entre 20 milhões e mais de 300 bilhões de elétron-volts (GeV).

Com níveis de energia mais altos, os raios gama são raros. Acima de 10 GeV, mesmo o  LAT só consegue detectar um raio gama a cada quatro meses.

 "Antes do Fermi, nós só tínhamos conhecimento de quatro tímidas fontes acima de 10 GeV, e todas elas eram pulsares," disse David Thompson,  astrofísico do Centro Goddard de Voos Espaciais da Nasa, em Greenbelt, Maryland. "com o LAT, nós encontramos centenas, e estamos mostrando, pela primeira vez, como é variado o céu nessas energias mais altas."

Qualquer objeto que produza raios gama nesses níveis de energia estará necessariamente passando por extraordinários processos astrofísicos. Mais da metade das 496 fontes do novo censo são galáxias ativas, nas quais a matéria que cai em buracos negros supermassivos impulsiona jatos que espalham partículas a velocidades próximas à da luz.

Somente cerca de 10% das fontes conhecidas estão no interior da nossa galáxia. Entre elas, estrelas de nêutrons que giram a velocidades alucinantes, chamadas pulsares, detritos em expansão de explosões de supernovas, e em alguns casos, sistemas  binários contendo estrelas massivas.

Mais de um terço das fontes são completamente desconhecidas, sem contrapartes identificadas em outras regiões do espectro. Com o novo catálogo, astrônomos poderão  comparar o comportamento de diversas fontes através de uma faixa mais ampla de energias de raios gama, pela primeira vez.

Da mesma forma como fontes de infravermelho mais brilhantes esmaecem até se tornarem invisíveis, na faixa dos raios ultravioletas, algumas das fontes de raios gama acima de 1 GeV desaparecem por completo quando observadas em níveis mais altos, ou "mais duros," de energia.

Um exemplo é a conhecida galáxia de rádio NGC 1275, uma fonte brilhante e isolada, abaixo de 10 GeV. A energias mais altas ela se esmaece consideravelmente, e outra fonte próxima começa a surgr. Acima de 100 GeV, a NGC 1275 torna-se indetectável pelo Fermi, enquanto a nova fonte, a radiogaláxia IC 310, brilha intensamente.

A lista de fontes "duras" do Fermi é produto de uma equipe internacional liderada por Pascal Fortin, do Laboratório da Ecole Polytechnique Leprince-Ringuet, em Palaiseau, França, e David Paneque, do Instituto Max Planck de Física, em Munique.

O catálogo serve como um importante mapa para instalações baseadas no solo, chamadas Telescópios Atmosféricos Cherenkov, que acumularam cerca de 130 fontes de raios gama com energias acima de 100 GeV. Entre eles, o Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov Telescope (MAGIC) na Ilha de La Palma, nas Canárias, o Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS) no Arizona, Estados Unidos, e o High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.), na Namibia (África).


Comparados ao LAT do Fermi, esses observatórios baseados no solo têm campos de visão muito menores. Eles também fazem menos observações porque não podem operar durante o dia, nem com mau tempo, nem na fase de Lua cheia.

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