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Astrofísicos brasileiros produzem mapa com a imagem mais nítida do céu já feita

Publicado em 05 julho 2021

Uma equipe de quatro astrofísicos doGrupo de Buracos Negrosdo Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da USP, construiu o mapa do céu em raios gama mais nítido já feito até hoje. O mapa foi produzido a partir das observações do Telescópio Espacial Fermi, da Nasa, que consegue captar os raios gama, um tipo de luz que não é percebida pelo olho humano. Os cientistas usaram os dados do telescópio para elaborar uma imagem que faz o mapeamento do céu, atribuindo cores diferentes às fontes de raios gama, como buracos negros, explosões e fusões de estrelas, conforme a intensidade de energia da luz emitida. Entre as estruturas que podem ser vistas no mapa, está o plano da Via Láctea, galáxia onde está situado o planeta Terra e o Sistema Solar.

Pode parecer estranho, mas a luz que os seres humanos conseguem enxergar representa apenas uma fração de toda a radiação que existe no Universo. Quando se fala em radiação, isso se refere a todas as ondas eletromagnéticas, incluindo por exemplo as ondas de rádio recebidas no carro para ouvir música, ou as micro-ondas usadas para esquentar comida. “No sentido físico, uma das coisas que diferenciam uma certa radiação de outra é a energia que ela carrega, e energia tem tudo a ver com o que fizemos neste trabalho”, conta Raniere Menezes, um dos cientistas envolvidos na construção da imagem. “Isso acontece porque os raios gama são o tipo de luz com as maiores energias que podemos encontrar no Universo”.

Para a construção do mapa, o grupo atribuiu a cor vermelha à radiação gama de energia alta, ou seja, luz com energia entre 100 Mega Electron Volt (MeV) e 1 Giga Electron Volt (GeV), cor verde para a luz gama de energia bastante alta, entre 1 GeV e 10 GeV, e azul para a luz gama de energia altíssima, entre 10 GeV e 1 Tera Electron Volt (TeV). “Para efeito de comparação, a radiação que aparece na imagem possui energia entre cem milhões e um trilhão de vezes maior que a da luz visível, apesar de não ser vista pelos olhos humanos”, aponta Lucas Siconato, que também participou do projeto.

Douglas Carlos, por sua vez, continua explicando: “Isso permite que a imagem realmente funcione como um mapa das fontes mais energéticas do céu e nos dê informações sobre que tipo de emissões temos em cada uma delas usando cores que nossos olhos podem distinguir”, explica Douglas Carlos, um dos astrofísicos que produziram a imagem. “No mapa podemos ver a emissão de diferentes tipos de fontes, que podem ser na forma fontes pontuais, ou emissão difusa originada da interação do gás do meio interestelar com raios cósmicos, partículas ultra-energéticas que viajam pelo espaço a velocidades próximas da velocidade da luz.”

Via Láctea

Há duas estruturas importantes no mapa: a primeira delas é o plano da nossa própria galáxia, a Via Láctea, que aparece na região central da imagem como uma faixa horizontal e bastante brilhante. A segunda são as bolhas de Fermi, que são vistas também na região central da imagem se projetando acima e abaixo do plano da Via Láctea. Elas são caracterizadas visualmente por uma cor azulada e estão associadas a alguma atividade recente de Sagitário A*, o buraco negro supermassivo localizado no centro da nossa galáxia.

Para a construção do mapa, os astrofísicos usaram as observações do Telescópio Espacial Fermi, da Nasa. O telescópio iniciou suas operações em 11 de junho de 2008 e continua funcionando de forma praticamente ininterrupta até hoje, monitorando o céu em altas energias. O professor Rodrigo Nemmen explica que o seu grupo de pesquisa é o único do Brasil que integra a colaboração internacional doTelescópio Espacial Fermi, um grupo de mais de 300 cientistas, em sua maioria dos Estados Unidos, Europa e Japão, que se uniram para estudar os fenômenos mais energéticos do Universo.

“Dentre as possíveis fontes estudadas pela colaboração que emitem raios gama, se encontram buracos negros e seus jatos de partículas relativísticas nos núcleos de galáxias ativas, explosões de supernovas e a fusão de estrelas de nêutrons”, destaca o professor. Nemmen é o pesquisador líder do Grupo de Buracos Negros da USP, um grupo de pesquisa voltado ao estudo dos buracos negros e o seu impacto cósmico.

Lucas Siconato e Douglas Carlos são mestrandos no grupo. Raniere de Menezes é pesquisador de nível pós-doutorado na USP em parceria com a Universidade de Würzburg, na Alemanha. A pesquisa foi financiada pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e por uma Bolsa de Produtividade em Pesquisa do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

Com informações da Assessoria de Comunicação do IAG

Mais informações: e-mails rodrigo.nemmen@iag.usp.br, com o professor Rodrigo Nemmen, e raniere.m.menezes@gmail.com, com Raniere de Menezes