Uma fonte acelera os raios cósmicos galácticos com uma energia sem precedentes descoberto no centro da #Via Láctea

Posted on março 21, 2016

0


Uma fonte acelera os raios cósmicos galácticos com uma energia sem precedentes descoberto no centro da #Via Láctea
17 de março de 2016
Fonte:
CEA
Resumo:
Há mais de dez anos, o observatório HESS na Namíbia, dirigido por uma colaboração internacional de 42 instituições em 12 países, vem mapeando o centro da nossa galáxia em raios gama de muito alta energia. Estes raios gama são produzidos por raios cósmicos da região mais interna do Galaxy. Uma análise detalhada dos dados mais recentes HESS revela pela primeira vez que uma fonte desta radiação cósmica em energias nunca observada na Via Láctea: o buraco negro supermassivo no centro da galáxia, tende a acelerar os raios cósmicos de energias 100 vezes maior do que as obtidas no maior acelerador de partículas terrestre
B
Há mais de dez anos, o observatório HESS na Namíbia, dirigido por uma colaboração internacional de 42 instituições em 12 países, vem mapeando o centro da nossa galáxia em raios gama de muito alta energia. Estes raios gama são produzidos por raios cósmicos da região mais interna do Galaxy. Uma análise detalhada dos dados mais recentes Hess, publicada em 16 de março de 2016 na revista Nature, revela pela primeira vez que uma fonte desta radiação cósmica em energias nunca observada na Via Láctea: o buraco negro supermassivo no centro da galáxia, provavelmente para acelerar os raios cósmicos com energias 100 vezes maiores do que as obtidas no maior acelerador de partículas terrestre, o LHC no CERN.

A Terra é constantemente bombardeada por partículas de alta energia (prótons, elétrons e núcleos atômicos) de origem cósmica, partículas que compõem o chamado “radiação cósmica”. Estes “raios cósmicos” são eletricamente carregadas, e são, portanto, fortemente desviados pelos campos magnéticos interestelares que permeiam nossa galáxia. Seu caminho através do cosmos é ao acaso por esses desvios, o que torna impossível identificar directamente as fontes astrofísicas responsáveis ​​pela sua produção. Assim, por mais de um século, a origem dos raios cósmicos continua sendo um dos mistérios mais duradouros da ciência.

Felizmente, os raios cósmicos interagem com a luz e gás na vizinhança das suas fontes, produzindo raios gama. Estes raios gama viajam em linhas retas, não deflectida por campos magnéticos, e, portanto, pode ser rastreada até sua origem. Quando um raio gama-muito-alta energia atinge a Terra, ela interage com uma molécula na atmosfera superior, produzindo uma chuva de partículas secundárias, que emite um pulso curto de “luz Cherenkov.” Ao detectar esses flashes de luz usando telescópios equipados com espelhos grandes, foto-detectores sensíveis e eletrônicos rápidos, mais de 100 fontes de raios gama de muito alta energia foram identificados ao longo das últimas três décadas. O observatório HE.SS (Sistema Estereoscópico de Alta Energia) na Namíbia representa a última geração de tais matrizes telescópio. Ele é operado por cientistas de 42 instituições em 12 países, com os principais contribuições de MPIK Heidelberg, Alemanha, CEA e CNRS, França.

Hoje sabemos que os raios cósmicos com energias de até cerca de 100 tera eléctron-volts (TeV) 1 são produzidos em nossa galáxia, por objetos tais como restos de supernovas e nebulosas , pulsar ,vento. argumentos teóricos e medidas diretas de raios cósmicos que atingem a Terra indicam, no entanto, que as fábricas de raios cósmicos na nossa galáxia devem ser capazes de fornecer partículas até um petaelectronvolt (PEV) 2, pelo menos. Enquanto muitos aceleradores multi-TeV foram descobertos nos últimos anos, tanto a procura das fontes dos raios cósmicos galácticos mais alto de energia tem, até agora, tem sido vencida.

Observações detalhadas da região centro Galáctico, feita pela HESS ao longo dos últimos dez anos, e publicado hoje na revista Nature, finalmente fornecem indicações diretas para tal aceleração de raios cósmicos PeV. Durante os primeiros três anos de observações, HESS descobriu uma fonte muito poderosa ponto de raios gama na região galáctica-center, bem como emissão de raios gama difusa das nuvens moleculares gigantes que a rodeiam em uma região de aproximadamente 500 anos-luz de diâmetro. Estas nuvens moleculares são bombardeadas por raios cósmicos que se deslocam quase à velocidade da luz, que produzem raios gama através de suas interações com o assunto nas nuvens. Um notavelmente boa coincidência espacial entre os raios gama observada e a densidade do material nas nuvens indicou a presença de um ou mais aceleradores de raios cósmicos nessa região. No entanto, a natureza da fonte tem permanecido um mistério.

Observações mais profundas obtidos pela HESS entre 2004 e 2013 uma nova luz sobre os processos que alimentam os raios cósmicos na região. De acordo com Aion Viana (MPIK, Heidelberg), “a quantidade sem precedentes de dados e os progressos realizados em metodologias de análise nos permite medir simultaneamente a distribuição espacial e a energia dos raios cósmicos.” Com estas medidas únicas, os cientistas HESS são, pela primeira vez capaz de identificar a origem dessas partículas:a que alcançou energias de 1 TeV, esta nova classe de aceleração cósmica tem sido apelidado de “Pevatron.” “Com HESS agora somos “Em algum lugar dentro dos 33 anos-luz centrais da Via Láctea há uma fonte astrofísico capaz de acelerar prótons a energias de cerca de um petaelectronvolt, continuamente há pelo menos 1.000 anos “, diz Emmanuel Moulin (CEA, Saclay). Em analogia com o “Tevatron”, o primeiro acelerador embutido human capazes de rastrear a propagação de prótons PEV na região central da galáxia”, acrescenta Stefano Gabici (CNRS, Paris).

O centro de nossa galáxia é o lar de muitos objetos capazes de produzir raios cósmicos de alta energia, incluindo, em particular, um remanescente de supernova, uma nebulosa pulsar vento, e um conjunto compacto de estrelas massivas. No entanto, “o buraco negro supermassivo localizado no centro da galáxia, chamada Sgr A *, é a fonte mais plausível dos prótons PEV”, diz Felix Aharonian (MPIK, Heidelberg e DIAS, Dublin), acrescentando que, “vários possíveis regiões de aceleração pode ser considerada, quer na proximidade imediata do buraco negro, ou mais longe, em que uma fracção do material que cai dentro do buraco negro é ejectado de volta para o ambiente, iniciando-se assim a aceleração de partículas. ”

A medição HESS da emissão de raios gama pode ser usado para inferir o espectro dos prótons que foram acelerados pelo buraco negro central – revelando que Sgr A * é muito provável acelerar prótons a energias PEV. Atualmente, esses prótons não podem explicar o fluxo total dos raios cósmicos detectados na Terra. “Se, no entanto, o nosso buraco negro central foi mais ativo no passado”, os cientistas argumentam, “então ele poderia realmente ser responsável pela maior parte dos raios cósmicos galácticos que são observadas hoje na Terra.” Se for verdade, isso iria influenciar drasticamente o debate de um século sobre a origem dessas partículas enigmáticas.

Fonte da história:

O post acima é reproduzido a partir de materiais fornecidos pelo CEA

sciencedaily

160317095013_1_900x600
O centro de nossa galáxia é o lar de muitos objetos capazes de produzir raios cósmicos de alta energia, incluindo, em particular, um remanescente de supernova, uma nebulosa pulsar vento, e um conjunto compacto de estrelas massivas.
Cortesia da imagem da CEA: Crédito

——————————————————————————————————————————————————————————————————

#NASA explica Sgr A

sgr_lg

O centro da galáxia Via Láctea, com o buraco negro supermassivo Sagitário A * (Sgr A *), localizado no meio, é revelada nestas imagens. Conforme descrito na nossa nota de imprensa, os astrônomos usaram o Chandra X-ray Observatory da NASA para dar um grande passo para entender por que o material em torno de Sgr A * é extremamente fraco em raios-X.

A grande imagem contém raios-X de Chandra na emissão de azul e infravermelho do Telescópio Espacial Hubble em vermelho e amarelo. A inserção mostra um close-up de Sgr A * em raios-X apenas, cobrindo uma região de meio ano-luz de largura. A emissão de raios-X difusa é de gás quente capturada pelo buraco negro e sendo puxado para dentro. Este gás quente origina a partir de ventos produzidos por uma distribuição em forma de disco de estrelas massivas jovens observados em observações infravermelhos.

Estas novas descobertas são o resultado de uma das maiores campanhas de observação já realizadas pelo Chandra. Durante 2012, Chandra recolhidos cerca de cinco semanas de observações para capturar imagens de raios-X sem precedentes e assinaturas de energia de roda de gás de vários milhões de graus em torno Sgr A *, um buraco negro com cerca de 4 milhões de vezes a massa do Sol Com apenas 26.000 anos-luz da Terra, Sgr A * é um dos poucos buracos negros no universo onde podemos realmente testemunhar o fluxo de matéria nas proximidades.

Os autores inferir que menos de 1% do material inicialmente dentro de influência gravitacional do buraco negro atinge o horizonte de eventos, ou ponto de não retorno, porque grande parte dele é ejetado. Por conseguinte, a emissão de raios-X a partir de material perto de Sgr A * é notavelmente fraca, como a da maioria dos buracos negros gigantes em galáxias no Universo próximo.

O material capturado precisa perder calor e momento angular antes de ser capaz de mergulhar no buraco negro. A ejeção de matéria permite que esta perda de ocorrer.

Este trabalho deve impactar esforços usando radiotelescópios para observar e compreender a “sombra” lançada pelo horizonte de eventos de Sgr A * no contexto da matéria circundante, brilhante. Também será útil para a compreensão do impacto que orbitam estrelas e nuvens de gás pode fazer com a matéria que flui em direcção e para longe do buraco negro.

O documento está disponível on-line e é publicado na revista Science. O primeiro autor é Q.Daniel Wang, da Universidade de Massachusetts em Amherst, MA; e os co-autores são Michael Nowak da Institute of Technology (MIT), em Cambridge, MA Massachusetts; Sera Markoff da Universidade de Amsterdam, na Holanda, Fred Baganoff do MIT; Sergei Nayakshin da Universidade de Leicester, no Reino Unido; Feng Yuan de Shanghai Astronomical Observatory na China; Jorge Cuadra da Pontificia Universidad de Catolica de Chile, no Chile; John Davis do MIT; Jason Dexter da Universidade da Califórnia, Berkeley, CA; Andrew Fabian, da Universidade de Cambridge, no Reino Unido; Nicolas Grosso pela Université de Strasbourg, na França; Daryl Haggard, da Universidade Northwestern, em Evanston, IL; John Houck do MIT; Li Ji do Observatório da Montanha Púrpura em Nanjing, China; Zhiyuan Li, da Universidade de Nanjing, na China; Joseph Neilsen da Universidade de Boston, em Boston, MA; Delphine Porquet pela Université de Strasbourg, na França; Frank Ripple, da Universidade de Massachusetts em Amherst, MA e Shcherbakov romano da Universidade de Maryland, em College Park, MD.

Crédito da imagem: Raio-X: NASA / UMass / D.Wang et al, IR:. NASA / STScI

Black Hole Sgr A

Aumento de raios cósmicos

Anúncios