Visão de cair o queixo da Via Láctea revela estruturas misteriosas penduradas no espaço

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Uma nova imagem do coração da Via Láctea está revelando estruturas misteriosas que nunca vimos antes.

Tiradas usando o radiotelescópio ultrassensível MeerKAT na África do Sul, as imagens mostram quase 1.000 fios de filamentos magnéticos, medindo até 150 anos-luz de comprimento, em arranjos surpreendentemente organizados e regulares.

Isso é 10 vezes o número dessas vertentes que conhecíamos anteriormente, adicionando dados estatísticos importantes que podem finalmente nos ajudar a entender sua natureza, um quebra-cabeça desde sua descoberta na década de 1980.

“Nós estudamos filamentos individuais por um longo tempo com uma visão míope”, diz o astrofísico Farhad Yusef-Zadeh da Northwestern University, que inicialmente descobriu os filamentos.

“Agora, finalmente vemos o quadro geral – uma visão panorâmica repleta de uma abundância de filamentos. Apenas examinar alguns filamentos torna difícil tirar qualquer conclusão real sobre o que são e de onde vieram. Este é um divisor de águas para promover nossa compreensão dessas estruturas.”

Embora esteja apenas a cerca de 25.000 anos-luz de distância (o que não é muito longe em termos cósmicos), o centro da Via Láctea é muito difícil de ver. Está envolta por densas nuvens de poeira e gás que bloqueiam alguns comprimentos de onda da luz, incluindo o alcance óptico. Mas podemos usar a tecnologia para ajustar nossa visão em comprimentos de onda invisíveis.

O MeerKAT, operado pelo Observatório de Radioastronomia da África do Sul (SARAO), é um dos mais avançados do mundo radiotelescópios e, desde que abriu seu olho em 2016, tem nos dado um conjunto sem precedentes de insights sobre o centro galáctico.

Sua imagem mais recente é um show-rolha absoluto. Ele foi construído a partir de 200 horas de dados de observação, coletados ao longo de três anos, e nos mostra a região em comprimentos de onda de rádio com clareza e profundidade incomparáveis.

filamentos centrais galácticos de índice espectralO índice espectral dos filamentos do centro galáctico. (Universidade do Noroeste/SARAO/Universidade de Oxford)

Yusef-Zadeh e sua equipe então usaram uma técnica para remover o fundo da imagem, revelando as cordas magnéticas distribuídas em aglomerados ao redor do centro galáctico.

Não está claro o que eles são, ou como eles surgiram. O que sabemos é que eles contêm elétrons de raios cósmicos, girando em filamentos de campos magnéticos a velocidades próximas à da luz.

As novas imagens permitiram aos pesquisadores conhecer um pouco mais sobre os fios, aproximando-nos um pouco mais da compreensão deles.

“Se você fosse de outro planeta, por exemplo, e encontrasse uma pessoa muito alta na Terra, você poderia supor que todas as pessoas são altas. Mas se você fizer estatísticas sobre uma população de pessoas, poderá encontrar a altura média”, Yusef-Zadeh explica.

“Isso é exatamente o que estamos fazendo. Podemos encontrar a força dos campos magnéticos, seus comprimentos, suas orientações e o espectro de radiação.”

Agora sabemos que os campos magnéticos são amplificados ao longo de todo o comprimento de todos os filamentos. Os novos dados também revelaram um remanescente de supernova anteriormente desconhecido; tem uma assinatura de radiação diferente dos filamentos. Isso significa que podemos descartar o remanescente de supernova como um provável progenitor dos filamentos.

SupernovaRemanescenteUm remanescente esférico de supernova descoberto pela equipe MeerKAT. (I. Heywood/SARAO)

Em 2019, dados anteriores do MeerKAT revelaram a existência de bolhas de rádio gigantes estendendo-se acima e abaixo do plano galáctico, separado das bolhas de raios gama de Fermi descobertas em 2010. É possível que os filamentos estejam relacionados a essas bolhas de rádio, mas essa possibilidade precisará ser explorada em um artigo futuro.

Os novos dados também revelaram um novo mistério. Os filamentos são distribuídos em grupos, ou aglomerados, e dentro desses aglomerados, eles são espaçados uniformemente – como as cordas de uma harpa, disseram os pesquisadores.

“Eles quase se assemelham ao espaçamento regular em loops solares”, Yusef-Zadeh diz. “Ainda não sabemos por que eles vêm em grupos ou entendemos como eles se separam, e não sabemos como esses espaçamentos regulares acontecem. Toda vez que respondemos a uma pergunta, várias outras surgem.”

Também não conhecemos o mecanismo que acelera os elétrons dentro dos filamentos magnéticos. É possível que os filamentos estejam relacionados a um filamento magnético estranho, descoberto no ano passadoque está emitindo radiação em comprimentos de onda de rádio e raios-X.

O próximo passo será estudar cada filamento e caracterizar suas propriedades para um catálogo completo que permitirá análises estatísticas aprofundadas.

“Estamos certamente um passo mais perto de um entendimento mais completo”, Yusef-Zadeh diz. “Mas a ciência é uma série de progressos em diferentes níveis. Esperamos chegar ao fundo disso, mas são necessárias mais observações e análises teóricas. Uma compreensão completa de objetos complexos leva tempo.”

A pesquisa foi aceita em As Cartas do Jornal Astrofísicoe está disponível em arXiv. Um documento complementar descrevendo o mosaico, aceito em O Jornal Astrofísicotambém está disponível em arXiv. O dados também foram divulgados publicamente.



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