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eROSITA descobre bolhas gigantes no halo da Via Láctea

No primeiro mapa de levantamento de todo o céu produzido pelo telescópio de raios-X eROSITA, a bordo do observatório SRG (Spektrum-Roentgen-Gamma), foi detetada uma nova e extraordinária característica: uma enorme estrutura circular de gás quente abaixo do plano da Via Láctea, ocupando a maior parte do céu a sul. Há muito tempo que se conhece uma estrutura semelhante no céu a norte, a “Espora Polar Norte”, que se pensava ser o remanescente de uma velha explosão de supernova. Juntas, as estruturas a norte e a sul, são antes o remanescente de um único conjunto de bolhas em forma de ampulheta a emergir do centro galáctico.

O mapa do céu SRG/eROSITA com uma imagem de cor falsa (vermelho para energias de 0,3-0,6 keV, verde para 0,6-1,0 keV, azul para 1,0-2,3 keV). A imagem original, com resolução de cerca de 12″, foi suavizada para gerar a imagem acima. Créditos: MPE/IKI.

“Graças à sua sensibilidade, e à sua resolução espectral e angular, o eROSITA foi capaz de mapear todo o céu em raios-X com uma profundidade sem precedentes, revelando sem ambiguidades a bolha a sul,” explicou Michael Freyberg, cientista que trabalha com o eROSITA no Instituto Max Planck para a Física Extraterrestre (MPE).O eROSITA faz o varrimento de todo o céu a cada seis meses e os dados obtidos permitem aos cientistas procurar estruturas que cubram partes significativas do céu.

A emissão de raios-X em grande escala observada pelo eROSITA na sua banda de energia (0,6-1,0 keV) mostra que o tamanho das bolhas é de vários quiloparsecs (até 50 mil anos-luz), quase tão grandes como a Via Láctea. Estas “bolhas eROSITA” revelam semelhanças morfológicas impressionantes com as já conhecidas “bolhas de Fermi”, detetadas em raios gama há uma década pelo telescópio Fermi, no entanto, são maiores e mais energéticas.

As bolhas eROSITA. Neste mapa de cores falsas, destaca-se a emissão alargada com energias de 0,6-1,0 keV. A contribuição de fontes pontuais foi removida e a escala ajustada para realçar as estruturas de grande escala na nossa Galáxia. Créditos: MPE/IKI.

“Os nítidos contornos destas bolhas indicam provavelmente choques provocados pela injeção massiva de energia do interior da Galáxia no halo galáctico,” referiu Peter Predehl, principal autor do estudo que foi publicado na Nature. “Esta explicação foi sugerida anteriormente para as bolhas de Fermi, e agora, com o eROSITA, a sua total extensão e morfologia tornou-se evidente.”

Esta descoberta vai ajudar os astrónomos a compreender o ciclo cósmico da matéria dentro e em volta da Via Láctea, bem como em outras galáxias. A maior parte da matéria comum (bariónica) é invisível aos nossos olhos, e todas as estrelas e galáxias que observamos com telescópios ópticos representam menos de 10% da massa total do Universo. Estima-se que uma grande quantidade de matéria bariónica não observada resida nos halos ténues que envolvem as galáxias e nos filamentos que há entre elas formando a teia cósmica. Estes halos são quentes, com temperaturas de milhões de graus, e por esta razão apenas são visíveis com telescópios sensíveis à radiação de alta energia.

As bolhas observadas pelo eROSITA indicam distúrbios no invólucro de gás quente da Via Láctea, provocados por uma explosão de formação de estrelas ou por uma explosão com origem no buraco negro supermassivo do centro galáctico. Embora adormecido, o buraco negro pode perfeitamente ter estado ativo no passado, tal como os núcleos galácticos ativos (AGN) com buracos negros em crescimento rápido que se observam em galáxias distantes. Em qualquer dos casos, a energia necessária para alimentar a formação destas enormes bolhas deve ter sido descomunal, equivalente à liberação de energia de 100 mil supernovas, e semelhante às estimativas para explosões de AGNs.

Vista esquemática das bolhas eROSITA (amarelo) e das bolhas de Fermi (roxo). O disco galáctico com os seus braços espirais e a localização do Sistema Solar estão indicados. As bolhas eROSITA são consideravelmente maiores que as bolhas de Fermi, mostrando que estas estruturas são comparáveis em tamanho a toda a Galáxia. Crédito: MPE.

“As marcas deixadas por estas explosões nestes halos levam muito tempo a desaparecer,” acrescentou Andrea Merloni, principal investigador do eROSITA. “Os cientistas têm procurado em muitas galáxias os sinais gigantescos de atividade violenta no passado.” As bolhas eROSITA são agora um forte suporte para as interações em grande escala entre o núcleo da Galáxia e o halo à sua volta, que são suficientemente energéticas para perturbar a estrutura, o teor de energia e o enriquecimento químico do meio que circunda a Via Láctea.

“O eROSITA está atualmente a concluir o segundo varrimento de todo o céu, duplicando o número de fotões de raios-X provenientes das bolhas que descobriu,” referiu Rashid Sunyaev, cientista-chefe do Observatório SRG na Rússia. “Temos muito trabalho pela frente, porque os dados do eROSITA tornam possível destacar muitas linhas espectrais de raios-X emitidas por gás altamente ionizado. Isto significa que está aberta a porta para o estudo das abundâncias de elementos químicos, do seu grau de ionização, da densidade e temperatura do gás emissor nas bolhas, bem como para a identificação dos locais das ondas de choque e estimar as escalas de tempo características.”

Fonte da notícia: Max Planck Institute

Tradução: Teresa Direitinho

 

eROSITA finds large-scale bubbles in the halo of the Milky Way

The first all-sky survey performed by the eROSITA X-ray telescope on-board the Spektrum-Roentgen-Gamma (SRG) observatory has revealed a large hourglass-shaped structure in the Milky Way. These “eROSITA bubbles” show a striking similarity to the Fermi bubbles, detected a decade ago at even higher energies. The most likely explanation for these features is a massive energy injection from the Galactic centre in the past, leading to shocks in the hot gas envelope of our galaxy.

The SRG/eROSITA all-sky map as a false colour image (red for energies 0.3-0.6 keV, green for 0.6-1.0 keV, blue for 1.0-2.3 keV). The original image, with a resolution of about 12”, was smoothed in order to generate the above picture. Credits: MPE/IKI.

Astronomers have detected a remarkable new feature in the first all-sky survey map produced by the eROSITA X-ray telescope on SRG: a huge circular structure of hot gas below the plane of the Milky Way occupying most of the southern sky. […] Read the original article at Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics website.

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