Algo está impedindo que as partículas de movimento mais rápido do universo entrem no centro de nossa galáxia.

Impressão artística do centro da Via Láctea, usando dados do Telescópio Espacial Fermi Gamma-Ray. Crédito da imagem: NASA Goddard

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O centro da Via Láctea pode ser ainda mais bizarro do que os astrônomos pensavam, de acordo com um novo estudo.

Para o estudo, uma equipe de pesquisadores da Academia Chinesa de Ciências em Nanjing investigou um mapa de raios gama radioativos - a forma de luz de maior energia do universo, que pode surgir quando partículas de velocidade extremamente alta chamadas de raios cósmicos colidem com matéria comum, explodindo dentro e ao redor do centro de nossa galáxia.

O mapa revelou que algo próximo ao centro da galáxia parece estar acelerando partículas a velocidades alucinantes, muito perto da velocidade da luz e criando uma abundância de raios cósmicos e raios gama fora do centro galáctico. No entanto, mesmo enquanto o centro galáctico sopra uma tempestade constante de radiação de alta energia para o espaço, algo próximo ao núcleo da Via Láctea impede que uma grande parte dos raios cósmicos de outras partes do universo entrem, a equipe relatou em 9 de novembro em a revista Nature Communications.

Os pesquisadores descreveram o efeito como uma "barreira" invisível que envolve o centro da galáxia e mantém a densidade dos raios cósmicos lá significativamente mais baixa do que o nível de linha de base visto em todo o resto da nossa galáxia. Em outras palavras: os raios cósmicos podem sair do centro galáctico, mas têm dificuldade em entrar.

Como essa barreira cósmica funciona, ou por que existe, permanece um mistério.

O monstro no centro

O centro da nossa galáxia está localizado a cerca de 26.000 anos-luz da Terra, na constelação de Sagitário. É um lugar denso e empoeirado, contendo mais de 1 milhão de vezes mais estrelas por ano-luz do que todo o sistema solar, tudo envolto em um buraco negro supermassivo com cerca de 4 milhões de vezes a massa do sol.

Os cientistas há muito suspeitam que este buraco negro, denominado Sagitário A*, ou talvez algum outro objeto no centro da galáxia, está acelerando prótons e elétrons até quase a velocidade da luz, criando raios cósmicos que se propagam por toda a nossa galáxia e avançam para o espaço intergaláctico. Esses raios se propagam através dos campos magnéticos de nossa galáxia, criando um oceano de partículas de alta energia com densidade aproximadamente uniforme em toda a Via Láctea. Essa sopa constante de partículas é chamada de mar de raios cósmicos.

Em novo estudo, os pesquisadores compararam a densidade dos raios cósmicos neste mar com a densidade dos raios cósmicos dentro do centro galáctico. Os raios cósmicos não podem ser vistos diretamente, mas os cientistas podem encontrá-los em mapas de raios gama do espaço, que mostram efetivamente onde os raios cósmicos colidiram com outros tipos de matéria.

Usando dados do Telescópio de Grande Área Fermi, a equipe confirmou que algo no centro da galáxia está de fato agindo como um acelerador de partículas gigante, lançando raios cósmicos para a galáxia. Os possíveis candidatos incluem Sagitário A*, já que os buracos negros poderiam teoricamente atirar certas partículas no espaço ao mesmo tempo que devoram tudo ao seu redor; os restos de supernovas antigas; ou mesmo fortes ventos estelares de muitas estrelas amontoadas no centro da galáxia.

Mas o mapa também revelou a misteriosa "barreira", um ponto claro onde a densidade dos raios cósmicos cai significativamente na borda do centro galáctico. A origem desse fenômeno é mais difícil de identificar, disseram os pesquisadores, mas pode envolver a confusão de campos magnéticos próximos ao núcleo denso de nossa galáxia.

Por exemplo, nuvens densas de poeira e gás perto do centro da galáxia podem colapsar sobre si mesmas, comprimindo os campos magnéticos e criando uma barreira à prova de raios cósmicos, sugeriu a equipe em seu artigo. Ou talvez os ventos estelares de uma miríade de estrelas no centro da galáxia estejam empurrando contra o mar de raios cósmicos, assim como o vento solar.

Mais pesquisas são necessárias para descobrir exatamente o que está acontecendo nas bizarras profundezas de nossa galáxia.

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Referência:

SPECKTOR, Brandon. Astronomers discover enormous 'barrier' separating the center of the Milky Way from the cosmic ray sea. Live Science, 18, nov. 2021. Disponível em: <https://www.livescience.com/milky-way-center-cosmic-ray-barrier>. Acesso em: 19, nov. 2021.