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Mapa de S½D. Picos com S½D ≥ 4 na região 2 ° ≤ jbj ≤ 20 °; jlj ≤ 20 ° mostrado como cruzamentos. Fontes 4FGL mostradas em círculos vermelhos de tamanho 0,3 ° ± 1 ° para 9 ≤ TS ≤ 49ð49 ≤ TSÞ. Encontramos 8 fontes (números 1 e 3–9) que não têm contrapartida no 4FGL e uma (número 2) sensível ao corte da proximidade da associação. As linhas tracejadas internas mostram as regiões angulares usadas na Fig. 2; a linha pontilhada externa mostra a extensão máxima de uma região de distância galactocêntrica projetada de 3 kpc. Veja o texto para detalhes. Crédito: Zhong et al.
Ao longo da última década, vários estudos astrofísicos detectaram um excesso de radiação de raios gama no centro de nossa galáxia. Apesar das muitas tentativas de entender esse excedente inesperado de radiação, agora conhecido como excesso de centro galáctico (GCE), sua fonte e as razões pelas quais ela existe permanecem desconhecidas.
Inicialmente, os astrônomos levantaram a hipótese de que o GCE estava associado à aniquilação da matéria escura. Evidências mais recentes sugerem, no entanto, que esse excesso de raios gama pode ser produzido por uma população de fontes pontuais (ou seja, fontes de energia), algumas das quais já podem ter sido observadas no passado.
Pesquisadores da Universidade de Chicago, do Fermi National Accelerator Laboratory e da Oakland University recentemente realizaram um estudo com o objetivo de investigar mais essa possibilidade, comparando teorias e observações anteriores com itens de um catálogo de fontes pontuais compilado pelo Fermi Large Area Telescope (Fermi-LAT) Colaboração. Os resultados de suas análises, publicados em um artigo publicado na Physical Review Letters , impõem novas restrições à capacidade de fontes pontuais previamente detectadas de sustentar a suave emissão de raios gama do GCE.
"Juntamente com muitos de nossos colegas, ficamos interessados e intrigados com o excesso de centro galáctico (ECG) desde que foi descoberto há quase 10 anos", Yi-Ming Zhong, Samuel Mc Dermott, Ilias Cholis e Patrick Fox, os quatro pesquisadores que realizaram o estudo, disseram ao Phys.org por e-mail. "Esse excesso de emissão de raios gama em direção ao centro da Via Láctea pode ser um sinal de aniquilação da matéria escura ou originar-se de mecanismos astrofísicos mais convencionais. Por exemplo, uma explicação astrofísica proeminente para o GCE é que observamos a emissão coletiva de remanescentes de estrelas massivas que Fermi, com sensibilidade suficiente, observaria como fontes pontuais de raios gama ".
O estudo realizado pelos pesquisadores baseia-se em alguns de seus trabalhos anteriores que investigam os fundamentos físicos da GCE. O principal motivador por trás de seu trabalho foi que a colaboração Fermi atualizou recentemente seu catálogo de fontes pontuais (4FGL), que é essencialmente uma lista de todas as regiões ou corpos emissores de luz no céu e as medidas associadas a cada uma delas.
Os pesquisadores já haviam testado a hipótese de que o GCE se origina de fontes pontuais, analisando o banco de dados de fontes dim point da colaboração Fermi. Depois que a versão atualizada foi lançada, eles decidiram repetir suas análises nos dados recém-coletados.
"Nós e outros aplicamos a técnica de análise de dados de decomposição de wavelets aos dados da FERMI no passado, geralmente focando informações em grandes escalas angulares (objetos grandes no céu)", explicaram os pesquisadores. "Desta vez, queríamos aplicá-lo a pequenos objetos com o novo catálogo em mãos".
vCompreender quais fenômenos ocorrem no centro da Via Láctea é uma tarefa árdua e complexa, pois muitos processos estão acontecendo ao mesmo tempo, incluindo a formação de estrelas, supernovas que são extintas e a dinâmica dos buracos negros centrais. Todos esses fenômenos simultâneos tornam a determinação das estruturas subjacentes da nossa galáxia, através da análise de medições de raios gama, particularmente desafiadora.
A decomposição de wavelets é uma técnica que pode separar várias contribuições cosmológicas com base na quantidade de espaço que ocupam no céu. Embora muitas vezes tenha provado ser uma ferramenta muito eficaz para analisar uma variedade de imagens tiradas por telescópios, até agora, poucas equipes de pesquisa o aplicaram à análise de dados de raios gama. Em seu estudo, Zhong, McDermott, Cholis e Fox revisaram uma análise realizada por três pesquisadores da Universidade de Amsterdã, que usaram a decomposição de wavelets para separar pequenos objetos no céu (ou seja, fontes pontuais) de outros fenômenos cosmológicos.
"Agora se sabe mais sobre fontes pontuais na direção do centro galáctico, onde elas estão e o que são", disseram os pesquisadores. "De fato, a localização de muitas das fontes de pontos recém-medidos no catálogo FERMI foi descoberta pela primeira vez por Bartels et al, usando técnicas de wavelets. A história se repetiu, pois também descobrimos alguns novos pontos brilhantes no céu que não são atualmente em outros catálogos ".
Anteriormente, os pesquisadores sugeriam que algumas fontes pontuais recém-descobertas poderiam oferecer uma explicação para o GCE. À medida que mais informações são coletadas sobre essas fontes pontuais, como seus espectros, e se elas estão localizadas na proximidade de objetos astrofísicos conhecidos, essa hipótese pode ser testada ainda mais, comparando-se esses dados com as observações do GCE.
As novas análises realizadas por Zhong, McDermott, Cholis e Fox mostram que nenhuma das fontes pontuais incluídas no catálogo 4FGL atualizado da colaboração Fermi pode explicar o GCE. Além disso, eles sugerem que se o GCE fosse realmente composto de fontes de ponto fraco, elas precisariam ser uma nova classe de objetos cosmológicos e haveria várias delas.
"Tentamos determinar o leque de possibilidades para a função de luminosidade para as fontes de pontos escuros", disseram os pesquisadores. "O alcance dos parâmetros que ainda cabem nos dados é bastante extremo e não é algo que se esperaria desde o início. Portanto, parece-nos improvável que o GCE seja proveniente de fontes de ponto fraco e, se for, viria de um novo tipo de fonte astrofísica ".
O novo artigo de Zhong, McDermott, Cholis e Fox apresenta novos resultados valiosos que limitam um pouco a possibilidade de fontes pontuais subjacentes ao GCE, conforme sugerido por vários estudos anteriores. Essas descobertas podem servir de base para futuras pesquisas que investigam a natureza do excesso de raios gama no centro da Via Láctea.
"Temos algumas idéias interessantes de como usar wavelets para ajudar a remover algumas das origens mais irritantes", disseram os pesquisadores. "Há uma discussão científica saudável que está ocorrendo no campo no momento e, com base nos comentários que recebemos, continuamos a refinar nossa análise das fontes pontuais".
Explorar mais
Mais informações: Yi-Ming Zhong et al. Teste da sensibilidade do excesso do centro galáctico à máscara de fonte pontual, Physical Review Letters (2020). DOI: 10.1103 / PhysRevLett.124.231103
Informações do periódico: Cartas de Revisão Física
Fonte: Physs News / por Ingrid Fadelli, Phys.org /14-07-2020
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HélioR.M.Cabral (Economista,
Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Membro da Society for
Science andthePublic (SSP) e assinante de conteúdoscientíficos da NASA
(NationalAeronauticsand Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa
do projeto S`CoolGroundObservation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (CloudsandEarth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The GlobeProgram / NASA
GlobeCloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela
NationalOceanicandAtmosphericAdministration (NOAA) e U.S DepartmentofState.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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