4812: eROSITA encontra bolhas enormes no halo da Via Láctea

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

O mapa de todo o céu pelo eROSITA do Observatório SRG como uma imagem em cores falsas (vermelho para energias de 0,3-0,6 keV, verde para 0,6-1,0 keV, azul para 1,0-2,3 keV). A imagem original, com uma resolução de aproximadamente 12″, foi modificada a fim de gerar a foto acima.
Crédito: Universidade de Tubinga

O primeiro levantamento de todo o céu realizado pelo telescópio de raios-X eROSITA a bordo do observatório SRG (Spektrum-Roentgen-Gamma) revelou uma grande estrutura em forma de ampulheta na Via Láctea. Estas “bolhas eROSITA” mostram uma semelhança impressionante com as bolhas de Fermi, detectadas há uma década a energias ainda mais altas. A explicação mais provável para estas características é uma injecção massiva de energia no Centro Galáctico no passado, levando a choques no invólucro de gás quente da nossa Galáxia.

Os astrónomos detectaram uma nova característica notável no primeiro mapa de todo o céu produzido pelo telescópio de raios-X eROSITA no SRG: uma enorme estrutura circular de gás quente abaixo do plano da Via Láctea ocupando a maior parte do céu do sul. Uma estrutura semelhante no céu norte, a “espora polar norte”, é conhecida há muito tempo e pensava-se que fosse o vestígio de uma velha explosão de super-nova. Juntas, as estruturas do norte e do sul, ao invés, são um remanescente de um único conjunto de bolhas em forma de ampulheta emergindo do Centro Galáctico.

“Graças à sua sensibilidade, resolução espectral e angular, o eROSITA foi capaz de mapear todo o céu em raios-X a uma profundidade sem precedentes, revelando a bolha do sul sem qualquer espaço para dúvidas,” explica Michael Freyberg, cientista sénior que trabalha com o eROSITA no Instituto Max Planck para Física Extraterrestre. O eROSITA varre todo o céu a cada seis meses e os dados permitem que os cientistas procurem estruturas que cobrem uma parte significativa de todo o céu.

Limites acentuados

A emissão de raios-X em grande escala observada pelo eROSITA na sua banda de energia média (0,6-1,0 keV) mostra que o tamanho intrínseco das bolhas é de vários kiloparsecs (ou até 50.000 anos-luz) de diâmetro, quase tão grande quanto toda a Via Láctea. Estas “bolhas eROSITA” mostram semelhanças morfológicas impressionantes com as bem conhecidas “bolhas de Fermi” detectadas em raios-gama pelo Telescópio Fermi, mas são maiores e mais energéticas.

“Os contornos nítidos destas bolhas provavelmente traçam choques provocados pela injecção massiva de energia da parte interna da nossa Galáxia no Halo Galáctico,” aponta Peter Predehl, autor principal do estudo agora publicado na revista Nature. “Tal explicação tinha sido sugerida anteriormente paras as bolhas de Fermi, e agora com o eROSITA a sua extensão completa e morfologia tornaram-se evidentes.”

Esta descoberta vai ajudar os astrónomos a compreender o ciclo cósmico da matéria dentro e em torno da Via Láctea e das outras galáxias. A maior parte da matéria comum (bariónica) do Universo é invisível aos nossos olhos, com todas as estrelas e galáxias que observamos com telescópios ópticos compreendendo menos de 10% da sua massa total. Pensa-se que vastas quantidades de matéria bariónica não observada residam em halos ténues enrolados como casulos em torno das galáxias e dos filamentos entre elas na teia cósmica. Estes halos são quentes, com uma temperatura de milhões de graus e, portanto, visíveis apenas com telescópios sensíveis à radiação altamente energética.

Enorme libertação de energia

As bolhas agora observadas com o eROSITA traçam perturbações neste invólucro de gás quente em torno da nossa Via Láctea, provocadas por um surto de formação estelar ou por uma explosão do buraco negro super-massivo no Centro Galáctico. Embora agora dormente, o buraco negro pode muito bem ter estado activo no passado, ligando-o a núcleos galácticos activos (NGAs) com buracos negros de crescimento rápido vistos em galáxias distantes. Em qualquer caso, a energia necessária para alimentar a formação destas bolhas gigantescas deve ter sido enorme a 10^56 ergs, o equivalente à libertação energética de 100.000 super-novas, e semelhante às estimativas de explosões dos NGAs.

“As cicatrizes deixadas por estas explosões levam muito tempo a ‘curar’ nestes halos,” acrescenta Andrea Merloni, investigador principal do eROSITA. “Os cientistas têm procurado no passado impressões digitais gigantescas deste tipo de actividades violentas em torno de muitas galáxias”. As bolhas eROSITA fornecem agora forte suporte para interacções em grande escala entre o núcleo da nossa Galáxia e o halo em seu redor, que são energéticas o suficiente para perturbar a estrutura, o conteúdo energético e o enriquecimento químico do meio circum-galáctico da Via Láctea.

“O eROSITA está atualmente a concluir a segunda varredura de todo o céu, duplicando o número de fotões de raios-X provenientes das bolhas que descobrimos,” aponta Rashid Sunyaev, cientista-chefe do Observatório SRG na Rússia. “Temos muito trabalho pela frente, porque os dados do eROSITA tornam possível destacar muitas linhas espectrais de raios-X emitidas por gás altamente ionizado. Isto significa que a porta está aberta para o estudo da abundância de elementos químicos, o grau da sua ionização, a densidade e temperatura do gás emitente nas bolhas, para identificar os locais das ondas de choque e estimar escalas de tempo características.”

O IAAT (Institute for Astronomy and Astrophysics) da Universidade de Tubinga, Alemanha, é uma das instituições centrais do consórcio alemão eROSITA; esteve envolvido no desenvolvimento das sete câmaras do telescópio e noutras actividades pré-lançamento, incluindo a avaliação do fundo em órbita e simulações do observatório em acção. Desde o início do levantamento, os cientistas de Tubinga têm trabalhado na análise dos dados à medida que chegam, com foco em objectos galácticos como estrelas de neutrões em acreção, buracos negros, remanescentes de super-nova e, claro, as recém-descobertas bolhas eROSITA.

“Estamos apenas a começar a estudar esta estrutura gigantesca em detalhe e todos os dias recebemos mais luz que transporta informação. Em breve seremos capazes de estudar as condições físicas em várias partes da bolha. Isto é algo que apenas o eROSITA pode fazer, e algo que esperançosamente nos permitirá entender melhor o presente e o passado da nossa própria Galáxia e de outras galáxias onde são observadas várias formas de actividade no núcleo,” diz Victor Doroshenko, cientista sénior do IAAT. “O que mais me impressiona nesta estrutura é a sua vasta extensão, e que permaneceu por descobrir durante a maior parte da nossa história. Isto porque só um levantamento de todo o céu em raios-X poderia revelar uma estrutura tão grande e isto é realmente complexo e envolve enormes desafios técnicos que não puderam ser superados até recentemente. Mesmo agora, projectos a esta escala exigem um esforço conjunto de muitas instituições e nações, e estou feliz que o IAAT possa manter-se competitivo,” acrescenta Doroshenko.

Astronomia On-line
15 de Dezembro de 2020


4808: A Via Láctea flutua sobre uma bolha? Descoberta estrutura incomum de gás quente debaixo da galáxia

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

(dr) Annedirkse
A Via Láctea, vista do Paquistão

Uma equipa de cientistas descobriu uma espécie de “bolha” debaixo do plano da Via Láctea. A descoberta foi feita graças ao telescópio de raios-X eROSITA.

“No primeiro mapa da visão panorâmica de todo o céu criado pelo telescópio de raios-X eROSITA, a bordo do observatório russo Spektr-RG, os astrónomos descobriram um detalhe incrível: uma enorme estrutura arredondada abaixo do plano da Via Láctea, que ocupa uma parte substancial no [hemisfério] celeste sul”, informaram os cientistas do Instituto de Pesquisas Espaciais no site da Roscosmos.

“Com a sua alta sensibilidade, boa resolução espectral e angular e baixo fundo, o telescópio eROSITA, que varre todo o céu a cada seis meses, tornou-se uma ferramenta única para detectar e estudar objectos que são muito maiores do que o campo de visão”, explicou Michael Freiberg, cientista do Instituto de Física Extraterrestre da Sociedade Max Planck.

No hemisfério celestial norte, já era conhecida uma estrutura semelhante, que foi baptizada de poço polar do norte. Segundo o Science Alert, os cientistas pensavam que o poço tinha surgido após uma explosão de uma super-nova perto do Sol, há dezenas ou até centenas de milhares de anos.

A estrutura do norte e a recém-descoberta do sul criam uma composição semelhante a “um halo em forma de ampulheta bastante simétrico em relação ao centro da galáxia”.

De acordo com os cientistas, as bolhas que mudam de brilho descobertas pelo telescópio são o reflexo das perturbações dentro da camada de gás quente.

“Foram causadas por uma ejecção de material devido à actividade de um buraco negro super-massivo no centro da nossa galáxia, ou por uma explosão gigante de formação estelar no gás no centro da galáxia”, explicam em comunicado.

Para criar estas estruturas, foi necessária energia semelhante à potência de 100 mil super-novas, sendo que o tamanho de ambas é comparável ao tamanho de toda a Via Láctea.

As bolhas recém descobertas pelo eROSITA têm uma semelhança morfológica notável com as conhecidas “bolhas de Fermi“, mas não coincidem geometricamente. As “bolhas de Fermi” foram descobertas pelo Observatório Fermi com energias de fotões muito mais altas (raios gama), um milhão de vezes mais energéticas do que os fotões de raios-X registados pelo Observatório Russo Spektr-RG.

O artigo científico com a descoberta foi publicado no dia 9 de Dezembro na Nature.

ZAP //

Por ZAP
15 Dezembro, 2020


3917: Se pudéssemos ver em raios-X, o céu seria assim

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Jeremy Sanders, Hermann Brunner e equipe eSASS; Eugene Churazov, Marat Gilfanov)
Imagem de raios-X da Via Láctea, tirada pelo telescópio eROSITA

Se tivesse visão de raios-X, era assim que veria o céu. Esta imagem foi obtida pelo telescópio espacial eRosita, lançado no ano passado.

A imagem é o resultado de uma compilação dos primeiros seis meses de observação do telescópio de raios-X eRosita e contém mais de um milhão de objectos individuais.

“Esta imagem do céu muda completamente a forma como olhamos para o universo energético”, disse Peter Predehl, do Instituto Max Planck, na Alemanha. “Vemos uma riqueza de detalhes – a beleza das imagens é realmente impressionante.”

Foram necessários 182 dias para que o telescópio obtivesse este mapa, produzido a partir de raios-X dos espectros mais quentes e energéticos do Universo. Este registo é quatro vezes mais profundo do que o realizado há 30 anos pelo ROSAT, lançado em 1990.

Segundo o Futurism, a imagem revela em detalhe estruturas importantes para entender a evolução da Via Láctea. Podem ser observadas estrelas com coronas magneticamente activas, estrelas binárias que contêm estrelas de neutrões, anãs-brancas e ainda resquícios de super-novas na nossa galáxia e em galáxias próximas.

Os cientistas adiantam que cerca de 77% dos objectos mais brilhantes são núcleos galácticos activos ou buracos negros super-massivos que estão a absorver material no centro das suas galáxias.

Jeremy Sanders, Hermann Brunner e equipe eSASS; Eugene Churazov, Marat Gilfanov)

As sete câmaras do eRosita recolheram, até agora, 165 GB de dados. “É incrível comunicar em tempo real com um instrumento a 1,5 milhões de quilómetros de distância”, refere Miriam Ramos-Ceja, membro da operação na base alemã, acrescentando que os cientistas monitorizam a “saúde” do telescópio diariamente.

As imagens estão agora a ser estudadas, mas a segunda etapa já iniciou. Nos próximos três anos e meio, os cientistas planeiam ter “sete mapas semelhantes“, adiantou o líder da equipa Rashid Sunyaev. A expectativa é a de que as descobertas sejam usadas por astrofísicos e astrónomos durante décadas.

ZAP //

Por ZAP
26 Junho, 2020