Animação incrível mostra como seria o Universo se pudéssemos ver os raios gama

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O campo de visão de Fermi, com o plano da Via Láctea se estendendo pelo centro. (Créditos: Centro de Voos Espaciais Marshall da NASA/Daniel Kocevski)

Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert

A maior parte da luz que flui através do Universo é invisível aos olhos humanos. Além dos comprimentos de onda médios que podemos ver, há todo um cosmos brilhando em radiação de alta e baixa energia.

Mas nós, humanos, somos animaizinhos inteligentes e conseguimos construir instrumentos que podem ver a luz que não podemos observar. Um deles é o Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi da NASA, um observatório localizado na órbita baixa da Terra, monitorando o céu em busca de raios gama, a luz de maior energia do Universo.

O Fermi monitora constantemente todo o céu, observando as fontes de raios gama e como elas mudam com o tempo, fornecendo aos astrônomos um mapa dos vários produtores de radiação gama que podemos detectar. Esses dados são compilados em um catálogo que os cientistas podem usar para sondar a produção de radiação gama.

Uma animação que representa um ano de observações de Fermi do céu de raios gama.(Créditos: Centro de Voos Espaciais Marshall/NASA/Daniel Kocevski)

A animação representa um ano de radiação gama fluindo pelo cosmos de 1.525 fontes, representadas por círculos roxos pulsantes, coletados entre fevereiro de 2022 e fevereiro de 2023, com cada quadro representando três dias de observações. Quanto maior o círculo, mais brilhante a radiação gama.

O círculo amarelo, por sua vez, representa o caminho aparente do Sol no céu naquele período de tempo.

“Fomos inspirados a montar este banco de dados por astrônomos que estudam galáxias e queríamos comparar as curvas de luz visível e de raios gama em longas escalas de tempo”, disse o astrofísico Daniel Kocevski do Centro de Voos Espaciais Marshall da NASA em Huntsville, EUA.

“Estávamos recebendo pedidos para processar um objeto por vez. Agora a comunidade científica tem acesso a todos os dados analisados ​​para todo o catálogo.”

A maioria das luzes piscantes que você vê vem de um tipo de galáxia conhecida como blazars. Estes são um subconjunto de galáxias de quasares. Um quasar é uma galáxia com um núcleo extremamente ativo, o que significa que o buraco negro supermassivo está devorando material a uma taxa tremenda. Este material é aquecido pela atividade extrema em torno do buraco negro, de modo que se espalha pelo espaço. Os quasares emitem a luz mais brilhante do Universo.

Alguns desses quasares têm jatos de plasma lançados do núcleo galáctico. À medida que o buraco negro se alimenta, parte do material que gira em torno dele é desviado e acelerado ao longo das linhas do campo magnético fora do horizonte de eventos. Ao atingir os polos, esse material é lançado ao espaço em altas velocidades, muitas vezes aproximando-se da velocidade da luz no vácuo.

Um blazar é um quasar cujo jato é apontado para a Terra. Devido a essa orientação, a luz parece ainda mais brilhante em todo o espectro. Os blazares são fontes conhecidas de radiação gama, mas sua luz flutua em escalas de tempo bastante curtas; suas flutuações podem ajudar os astrônomos a estudar como esses gigantes se alimentam.

Combinados com outros dados, eles também podem ajudar a responder perguntas sobre o Universo. Por exemplo, apenas recentemente as detecções de neutrinos feitas por observatórios como o IceCube na Antártica foram rastreadas até as galáxias de blazares.

Blazares representam mais de 90 por cento das fontes de raios gama na nova adição ao catálogo de raios gama Fermi. Os outros objetos que emitem radiação gama incluem um tipo de estrela de nêutrons chamada pulsar, os restos de material deixado por explosões de supernovas e sistemas binários como estrelas binárias de nêutrons.

E há o brilho de raios gama do plano da Via Láctea, representado na animação por uma faixa laranja que se estende pelo centro da imagem. Lá, a cor mais brilhante representa um brilho mais radiante.

Espera-se que as observações de longo período forneçam uma visão mais profunda de alguns dos fenômenos associados às fontes de raios gama. Por exemplo, rastrear um neutrino até um período mais brilhante da atividade de um blazar pode ajudar a restringir os processos que produzem essas partículas misteriosas.

“Ter o banco de dados histórico da curva de luz”, disse a astrofísica Michela Negro, da Universidade de Maryland, do Condado de Baltimore, e do Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA, “pode levar a novas perspectivas com multifontes sobre eventos passados”.

E temos uma dica de como poderíamos ver o Universo se tivéssemos olhos alienígenas.

O catálogo recém-atualizado está disponível gratuitamente no The Astrophysical Journal Supplement Series.