MADRID 12 nov. (EUROPA PRESS) -
Pesquisadores da Universidade Complutense de Madri (UCM) e de seu centro de pesquisa, o Instituto de Física de Partículas e do Cosmos (IPARCOS) lideraram a elaboração de um novo e abrangente catálogo do céu em raios gama de alta energia, utilizando dados do Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi, da NASA.
O Quarto Catálogo de Fontes Duras do Fermi-LAT (4FHL) mapeia todo o céu em algumas das formas de luz mais energéticas que o Fermi é capaz de observar, abrangendo raios gama com energias entre 50 gigaelétron-volts (GeV) e 2 teraelétron-volts (TeV): entre bilhões e trilhões de vezes mais energéticos do que a luz que nossos olhos conseguem ver.
O estudo, realizado pela colaboração internacional Fermi-LAT, faz parte da pesquisa de doutorado de Alba Rico, que coorientou o trabalho juntamente com Alberto Domínguez, pesquisador do IPARCOS e professor da Universidade Complutense de Madri, e Marco Ajello, da Universidade de Clemson, na Carolina do Sul.
Os raios gama são a forma mais energética de luz conhecida. Enquanto a luz visível reflete principalmente a emissão de estrelas e galáxias, os raios gama provêm de alguns dos ambientes mais extremos do Universo, onde as partículas podem atingir energias extraordinariamente elevadas.
O catálogo anterior que abrangia essa mesma faixa de energias, o 2FHL, continha 360 fontes. O novo catálogo inclui 673 fontes, quase o dobro.
O aumento no número de fontes em relação ao catálogo anterior deve-se principalmente aos 16 anos de observações acumuladas pelo Fermi. Os raios gama nessas energias são muito raros; por isso, a observação contínua do céu permite descobrir fontes que, nos primeiros anos de funcionamento do telescópio, eram fracas demais para serem detectadas. A esse maior tempo de exposição somam-se melhorias nos métodos empregados para reconstruir a direção e a energia de cada fóton.
Aproximadamente 84% das fontes do novo catálogo estão associadas a objetos localizados fora da Via Láctea. A maioria são blazares, um tipo de galáxia que abriga um buraco negro supermassivo em seu centro e que pode produzir jatos potentes de partículas e radiação. Quando um desses jatos está orientado aproximadamente na direção da Terra, a fonte pode ser observada com uma intensidade especialmente elevada.
O catálogo inclui, além disso, 36 fontes extragalácticas cuja luz viajou por mais da metade da idade do Universo antes de chegar até nós. Essas observações permitem estudar objetos muito distantes e analisar como eram os aceleradores de partículas nos estágios iniciais da história cósmica.
A VIA LÁCTEA TAMBÉM ESTÁ REPRESENTADA NO CATÁLOGO
A Via Láctea também está representada no catálogo com 156 fontes localizadas próximas ao seu plano. Entre elas estão restos de supernovas, binárias de raios X, regiões de formação estelar e nebulosas de vento de pulsar. Esses objetos são alguns dos mais potentes aceleradores naturais de partículas e permitem estudar o efeito de explosões estelares, campos magnéticos intensos e estrelas de nêutrons em rápida rotação. No total, 31 fontes do catálogo estão associadas a fótons com energias superiores a 1 TeV.
O novo catálogo também estabelece uma conexão entre as observações realizadas no espaço e as dos telescópios terrestres de raios gama. O Fermi observa todo o céu de forma contínua, enquanto instalações como o H.E.S.S., o MAGIC e o VERITAS podem estudar energias ainda maiores, mas só conseguem observar uma região limitada do céu a cada momento.
Quase 80% das fontes do 4FHL, 529 no total, ainda não foram detectadas por esses observatórios terrestres. O catálogo fornece, assim, uma lista de alvos que poderão ser estudados com maior detalhe pelos observatórios de raios gama atuais e futuros.
Entre elas está o Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO), atualmente em construção, do qual participam pesquisadores do IPARCOS. O conjunto de telescópios do hemisfério norte ficará localizado no Observatório do Roque de los Muchachos, em La Palma, e permitirá observar muitas dessas fontes em energias ainda maiores. Sua instalação em La Palma torna a Espanha um local importante para a próxima geração da astronomia de raios gama a partir da Terra.
Uma das principais novidades do catálogo é a detecção de fontes cuja natureza ainda não é conhecida. Cerca de 5% das fontes não possuem uma identificação segura, enquanto 20 não têm nenhuma contraparte conhecida nos catálogos do Fermi em energias mais baixas.
Entre elas está a 4FHL J1729.9-3336, uma fonte especialmente energética que não havia sido detectada anteriormente nessa faixa. Em sua posição, encontra-se uma fonte de rádio brilhante, embora ainda não tenha sido possível determinar sua natureza. Entre as possibilidades levantadas estão um remanescente de supernova ou uma nebulosa de vento de pulsar que não havia sido identificada anteriormente.
Os raios gama das fontes mais distantes também permitem estudar o espaço que existe entre as galáxias. Durante sua viagem em direção à Terra, alguns dos fótons de maior energia são absorvidos pela luz de fundo extragaláctica, formada pela radiação acumulada das estrelas e galáxias que se formaram ao longo da história do Universo. Ao quase dobrar o número de fontes conhecidas acima de 50 GeV, o 4FHL amplia significativamente a amostra disponível para esses estudos.
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