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XMM-Newton revela o passado explosivo da Via Láctea


Esta ilustração mostra a Via Láctea como poderá ter sido há 6 milhões de anos atrás durante uma fase "quasar" de atividade. Uma ligeira bolha laranja estende-se desde o Centro Galáctico até um raio de aproximadamente 20.000 anos-luz. Fora dessa bolha, um "nevoeiro" difuso de gás com uma temperatura de um milhão de graus poderá explicar a matéria em falta da Galáxia, totalizando 130 mil milhões de massas solares.
Crédito: Mark A. Garlick/ESA

Uma bolha gigante em torno do centro da Via Láctea mostra que há seis milhões de anos atrás o buraco negro supermassivo da nossa Galáxia estava em chamas com uma energia furiosa. Ela também emite uma luz sobre o esconderijo da chamada matéria "em falta" da Galáxia.

Enquanto a misteriosa matéria escura agarra a maioria das primeiras páginas de jornal, os astrônomos sabem que ainda lhes falta encontrar toda a matéria normal da Galáxia, denominada bariônica. Isso agora mudou, graças ao trabalho do observatório de raios-X XMM-Newton da ESA.

Uma análise detalhada das observações de arquivo mostrou que há uma grande quantidade de matéria bariônica espalhado pela Galáxia. O XMM-Newton encontrou-a na forma de gás a uma temperatura de um milhão de graus que permeia tanto o disco da Galáxia, onde a maioria das estrelas se encontram, e um volume esférico que rodeia toda a Galáxia.

A nuvem esférica é vasta. Considerando que o Sol está apenas a 26.000 anos-luz do centro da Galáxia, a nuvem estende-se a uma distância de pelo menos 200.000 - 650.000 anos-luz.

Fabrizio Nicastro, do Instituto Nacional de Astrofísica, Observatório Astronômico de Roma, Itália, e seus colegas foram no rastro dos bários perdidos há mais de 15 anos. A sua mais recente descoberta com o XMM-Newton mostra que há suficiente gás quente, a milhões de graus, na Galáxia para explicar isto tudo.

Permaneceu despercebido por tanto tempo porque não emite luz visível. Em vez disso, os astrônomos descobriram-no porque o oxigênio na nuvem absorveu os raios-X em comprimentos de onda muito específicos de luz a ser emitida por objetos celestes mais distantes.

E esta não foi a única descoberta para a equipa à espera nos dados. Quando chegou a altura de modelar os dados com simulações de computador, para compreender a maneira pela qual o gás foi distribuído ao redor da galáxia, a equipa não obteve a resposta de que estava à espera.

"De acordo com a física gravitacional simples, espera-se que a densidade do gás diminua a partir do centro para fora", diz Nicastro. Neste quadro, a densidade do gás atingiria o seu pico no centro da Galáxia e seria menor nas arestas exteriores. Mas havia um problema. "Passei três meses a tentar combinar os dados com esse modelo e simplesmente não conseguia", diz Nicastro.

Depois de tentar tudo, ele mudou a densidade pico para fora do centro da Galáxia. A uma distância de cerca de 20.000 anos-luz do centro da galáxia o modelo encaixava melhor. Foi intrigante o porquê de isto melhorar as coisas até se lembrar que esta distância é também o tamanho de dois grandes "balões" de raios-gama encontrados em 2010 pelo observatório de raios-gama Fermi, da NASA, que se estendem dezenas de milhares de anos-luz acima e abaixo o centro de nossa Galáxia.

Então Nicastro construiu um modelo de densidade diferente, no qual havia uma bolha central de gás de baixa densidade que se estende para o exterior a 20.000 anos-luz. Quando ele aplicou esse modelo nos seus dados de raios-X, descobriu que se encaixava perfeitamente.

"Isso foi inesperado e ao mesmo tempo muito emocionante", diz Nicastro. Isso significa que algo empurrou o gás para fora do centro da Galáxia, criando uma bolha gigante.

Os astrônomos sabem que existe um buraco negro supermassivo no centro da nossa Galáxia. Encontra-se em silêncio e escuridão nos dias de hoje, mas a bolha indica que há seis milhões de anos atrás as coisas eram muito diferentes.

O buraco negro supermassivo estava a despedaçar estrelas e nuvens de gás e a engolir o conteúdo. No caminho para a aniquilação, a matéria condenada estava a aquecer e a libertar grandes quantidades de energia que abria caminho através do halo de gás, abrindo a bolha.

Quando os astrônomos olham para o universo mais amplo, veem que uma pequena percentagem de galáxias contém um núcleo extremamente brilhante. Estes núcleos são denominados núcleos ativos de galáxias e, como resultado deste estudo, os astrônomos sabem agora que a nossa Via Láctea teve alguma vez um deles.

Seis milhões de anos mais tarde, a onda de choque criada por esta atividade atravessou 20.000 anos-luz no espaço, criando a bolha que o XMM-Newton observou. Entretanto, o buraco negro supermassivo ficou sem 'alimento' nas proximidades, ficando tranquilo novamente.

"Penso que a evidência da Via Láctea ter sido mais ativa no passado é agora forte", diz Nicastro.

"Demos um grande passo em frente com este resultado", diz Norbert Schartel, Cientista do Projeto da ESA para o XMM-Newton. "Isso significa que a próxima geração de telescópios de raios-X, tais como a missão ATHENA da ESA, terá muito que estudar após o seu lançamento em 2028."


Ilustração do XMM-Newton.
Crédito: ESA - C. Carreau

FONTE: http://www.ccvalg.pt/

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