Aglomerados Estelares E Não Supernovas Seriam A Origem Dos Raios Cósmicos De Mais Alta Energia

Uma nova pesquisa resolve um enigma de décadas: de onde se originam os raios cósmicos de mais alta energia? Mesmo supernovas – estrelas explodindo – não podem explicá-los. Agora, parece que esses tipo de raio cósmico pode vir de aglomerados de estrelas jovens, quentes e massivas.

Os astrônomos há muito presumem que as explosões de supernovas são responsáveis ​​pelos raios cósmicos – que são partículas de alta energia – que percorrem o espaço na velocidade da luz e bombardeiam regularmente a Terra de várias direções na galáxia. Mas as supernovas não podem explicar os raios cósmicos com as energias mais altas. Mesmo uma supernova poderosa o suficiente para iluminar toda a nossa galáxia, a Via Láctea, não é forte o suficiente para impulsionar os raios cósmicos para as enormes energias que os observatórios terrestres medem. Um novo estudo – anunciado em 11 de março de 2021 – sugere que aglomerados de estrelas jovens, quentes e massivas atuam como aceleradores de partículas naturais, capazes de acelerar as partículas aos níveis de energia necessários para os raios cósmicos de maior energia.

O observatório High-Altitude Water Cherenkov (HAWC) – uma coleção de grandes tanques de água de alta tecnologia em uma montanha no México – detectou os raios cósmicos vindos de Cygnus OB2, um local de nascimento de estrelas massivas localizadas dentro de uma vasta superbolha na direção do constelação de Cygnus (dentro do que é chamado de Cygnus Cocoon, na vizinhança da Nebulosa do Cocoon). Uma grande equipe de cientistas publicou a pesquisa que pode representar um quebra de paradigma – raios cósmicos das mais altas energias de um aglomerado de estrelas, não uma supernova – na revista científica Nature Astronomy deste mês de março de 2021.

Portanto, a ideia de que esses raios cósmicos de altíssima energia vêm de aglomerados de estrelas é surpreendente e bem-vinda para os astrônomos. Ele fornece uma resposta possível onde não existia antes.

Às vezes chamados de berços estelares, acredita-se que aglomerados de estrelas como Cygnus OB2 tenham se formado após as explosões de supernovas. Então, em essência, os raios cósmicos de alta energia ainda estão conectados a supernovas, embora não tenham se formado em uma explosão. Cygnus OB2 contém principalmente dois tipos diferentes de estrelas grandes, massivas e de vida curta, conhecidas como estrelas espectrais do tipo O e do tipo B. São grandes, quentes, de cor branca e azul. Em uma região de apenas 108 anos-luz de extensão, existem centenas dessas estrelas O e B.

Dentro de uma associação de estrelas jovens e quentes como Cygnus OB2, existem violentos ventos estelares e destroços rodopiantes.

O que acontece dentro dessa associação de estrelas é que quando os ventos estelares, principalmente os gerados pelas estrelas do Tipo O que são as mais massivas, interagem, ondas de choque se formam, essas ondas de choque seriam as responsáveis por acelerar as partículas, ou seja, essas ondas de choque dos ventos estelares dentro dessas associações de estrelas seriam os mais poderosos aceleradores de partículas do universo.

As energias das partículas são medidas em elétron-volts (eV). Uma molécula de oxigênio ou nitrogênio no ar que respiramos tem uma energia de 0,03 eV. Ela pode se mover tão rápido quanto uma bala, mas ainda é muito lenta em comparação com a maioria das partículas. Para partículas astronômicas, precisamos de números maiores, e com eles vêm prefixos como quilo, mega e giga, nos dando as unidades keV (1000 eV, chamados quiloeletronvolts), MeV (1 milhão eV) e GeV (1 bilhão eV) . Por exemplo, explosões solares contêm partículas com níveis de energia de 10-15.000 MeV. Quando falamos sobre raios cósmicos, no entanto, precisamos ir para níveis ainda mais elevados de energia! Insira os prefixos tera e peta, onde 1 TeV é 1.000 GeV e um peta-elétronvolt, os níveis de energia discutidos neste artigo, é de 1 milhão de GeV, ou 1.000.000.000.000.000 eV!

Fonte:

https://earthsky.org/space/highest-energy-cosmic-rays-originate-in-star-clusters-not-supernovae

Sérgio Sacani

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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