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Astronomia07/07/2022

‘Peixe-boi cósmico’ está acelerando partículas da sua ‘cabeça’

Nebulosa do Peixe-boi: atividade incomum na sua “cabeça”. Crédito: S. Safi-Harb et al (2022)

07/07/22 - 09h47min

O satélite de observação XMM-Newton, da Agência Espacial Europeia (ESA), radiografou a bela criatura cósmica reproduzida acima, conhecida como Nebulosa do Peixe-boi (W50), e identificou a localização da aceleração incomum de partículas em sua “cabeça”. O estudo a esse respeito foi aceito para publicação na revista The Astrophysical Journal.

Acredita-se que a Nebulosa do Peixe-boi é um grande remanescente de supernova criado quando uma estrela gigante explodiu cerca de 30 mil anos atrás, lançando suas camadas de gases pelo céu. É uma das maiores de seu tipo, abrangendo o tamanho equivalente a quatro Luas cheias.

Fonte procurada

Excepcionalmente para um remanescente de supernova, um buraco negro permanece em seu núcleo. Este “microquasar” central, conhecido como SS 433, emite jatos poderosos de partículas que viajam a velocidades próximas a um quarto da velocidade da luz que perfuram as camadas gasosas, criando a forma de dois lóbulos.

O SS 433 é identificado pelo ponto vermelho no meio da imagem. Os dados de raios X adquiridos pelo XMM-Newton são representados em amarelo (raios X suaves), magenta (raios X de energia média) e ciano (emissão de raios X duros, isto é, com alta energia de fótons), enquanto o vermelho – rádio – e os comprimentos de onda ópticos verdes foram visualizados pelo Very Large Array (EUA) e pelo Observatório Skinakas (Grécia), respectivamente. Dados dos satélites NuSTAR e Chandra da Nasa também foram usados ​​para o estudo, mas não são mostrados nesta imagem.

A nebulosa atraiu a atenção em 2018, quando o High-Altitude Water Cherenkov Observatory (observatório resultante de parceria científica entre o México e os EUA localizado em Puebla, México), que é sensível a fótons de raios gama de energia muito alta, revelou a presença de partículas altamente energéticas (centenas de teraelétron-volts), mas não conseguiu identificar de onde, dentro da nebulosa, as partículas eram originárias.

Laboratório próximo

O XMM-Newton foi crucial para localizar a região de aceleração de partículas no jato de raios X da “cabeça” do peixe-boi, que começa a cerca de 100 anos-luz de distância do microquasar (representado pelas cores magenta e ciano para o lado esquerdo SS 433 ) e se estende por aproximadamente 300 anos-luz (coincidindo com o “ouvido” de rádio onde o choque termina).

Segundo Samar Safi-Harb, da Universidade de Manitoba (Canadá), que liderou o estudo, “graças aos novos dados do XMM-Newton, complementados com dados do NuSTAR e do Chandra, acreditamos que as partículas estão sendo aceleradas para energias muito altas na cabeça do peixe-boi através de um processo de aceleração de partículas invulgarmente energético. O fluxo do buraco negro provavelmente chegou até lá e foi reenergizado para radiação de alta energia naquele local, talvez devido a ondas de choque nas nuvens de gás em expansão e campos magnéticos aprimorados.”

A nebulosa atua como um laboratório próximo para explorar uma ampla gama de fenômenos astrofísicos associados aos fluxos de muitas fontes galácticas e extragalácticas e estará sujeita a investigações adicionais. Além disso, estudos de acompanhamento do futuro observatório de raios X Athena, da ESA, fornecerão detalhes ainda mais sensíveis sobre o funcionamento interno desse curioso peixe-boi cósmico.

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