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

Publicado em 08 julho 2021

Uma equipe de quatro astrofísicos do Grupo de Buracos Negros do 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 estão situados 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”.

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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.

“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 ultraenergéticas 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 do Telescópio 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.

Fontes estudadas

“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