p Ao longo da última década ou assim, vários estudos astrofísicos detectaram um excesso de radiação de raios gama no centro de nossa galáxia. Apesar das muitas tentativas de entender esse inesperado excedente de radiação, agora conhecido como excesso do centro galáctico (GCE), sua fonte e as razões por que existe permanecem desconhecidos. p Inicialmente, astrônomos levantaram a hipótese de que o GCE estava associado à aniquilação da matéria escura. Evidências mais recentes, Contudo, sugere que este excesso de raios gama poderia ser produzido por uma população de fontes pontuais (ou seja, fontes de energia), alguns dos quais podem já ter sido observados no passado.

p Pesquisadores da Universidade de Chicago, o Fermi National Accelerator Laboratory e a Oakland University realizaram recentemente um estudo com o objetivo de investigar essa possibilidade mais a fundo, comparando teorias e observações anteriores com itens de um catálogo de fonte pontual compilado pela Colaboração Fermi Large Area Telescope (Fermi-LAT). Os resultados de suas análises, publicado em um artigo publicado em Cartas de revisão física , impõe novas restrições à capacidade de quaisquer fontes pontuais detectadas anteriormente de sustentar a emissão suave de raios gama do GCE.

p "Junto com muitos de nossos colegas, estamos interessados ​​e intrigados com o excesso do centro galáctico (GCE) desde que foi descoberto há quase 10 anos, "Yi-Ming Zhong, Samuel Mc Dermott, Ilias Cholis e Patrick Fox, os quatro pesquisadores que realizaram o estudo, disse ao Phys.org por e-mail. "Esse excesso de emissão de raios gama em direção ao centro da Via Láctea pode ser um sinal de aniquilação da matéria escura ou originar-se de mecanismos astrofísicos mais convencionais. Por exemplo, uma explicação astrofísica proeminente para o GCE é que observamos a emissão coletiva de remanescentes de estrelas massivas que Fermi, com bastante sensibilidade, observaria como fontes pontuais de raios gama. "

p O estudo realizado pelos pesquisadores se baseia em alguns de seus trabalhos anteriores, investigando as bases físicas da GCE. O principal motivador por trás do artigo foi que a colaboração Fermi atualizou recentemente seu catálogo de fontes pontuais (4FGL), que é essencialmente uma lista de todas as regiões ou corpos emissores de luz no céu e as medidas associadas a cada uma delas.

p Os pesquisadores já haviam testado a hipótese de que o GCE se origina de fontes pontuais, analisando o banco de dados de fontes pontuais dim da colaboração de Fermi. Assim que a versão atualizada for lançada, eles se propuseram a repetir suas análises sobre os dados recém-coletados.

p "Nós, e outros, aplicaram a técnica de análise de dados de decomposição de wavelet aos dados FERMI no passado, geralmente focando em informações em grandes escalas angulares (grandes objetos no céu), "Os pesquisadores explicaram." Desta vez, queríamos aplicá-lo a pequenos objetos com o novo catálogo em mãos. "

p Compreender quais fenômenos ocorrem no centro da Via Láctea é uma tarefa árdua e complexa, tantos processos acontecendo ao mesmo tempo, incluindo a formação de estrelas, supernovas que são extintas, e a dinâmica dos buracos negros centrais. Todos esses fenômenos simultâneos tornam a determinação das estruturas subjacentes de nossa galáxia por meio da análise de medições de raios gama particularmente desafiadora.

p A decomposição wavelet é uma técnica que pode separar várias contribuições cosmológicas com base na quantidade de espaço que ocupam no céu. Embora muitas vezes tenha se mostrado uma ferramenta muito eficaz para analisar uma variedade de imagens obtidas por telescópios, até aqui, muito poucas equipes de pesquisa o aplicaram à análise de dados de raios gama. Em seu estudo, Zhong, McDermott, Cholis e Fox revisitaram uma análise realizada por três pesquisadores da Universidade de Amsterdã, que usou a decomposição de wavelet para separar pequenos objetos no céu (ou seja, fontes pontuais) de outros fenômenos cosmológicos.

p "Mais se sabe agora sobre fontes pontuais na direção do centro galáctico, onde estão e o que são, "disseram os pesquisadores." Na verdade, a localização de muitas das fontes pontuais recentemente medidas no catálogo FERMI foram descobertas pela primeira vez por Bartels et al usando técnicas de wavelet. A história se repetiu porque também encontramos alguns novos pontos brilhantes no céu que não estão atualmente em outros catálogos. "

p Anteriormente, pesquisadores sugeriram que algumas fontes pontuais recém-descobertas poderiam oferecer uma explicação para o GCE. À medida que mais informações são coletadas sobre essas fontes pontuais, como seus espectros e se eles estão localizados nas proximidades de objetos astrofísicos conhecidos, esta hipótese pode ser testada ainda mais, comparando esses dados com as observações do GCE.

p As novas análises realizadas por Zhong, McDermott, Cholis e Fox mostram que nenhuma das fontes pontuais incluídas no catálogo 4FGL atualizado da colaboração Fermi pode explicar o GCE. Além disso, eles sugerem que se o GCE foi realmente composto de fontes de ponto fraco, estes precisariam ser uma nova classe de objetos cosmológicos e haveria vários deles.

p "Tentamos determinar a gama de possibilidades para a função de luminosidade para as fontes de ponto fraco, "disseram os pesquisadores." A faixa de parâmetros que ainda cabem nos dados é bastante extrema e não é algo que se esperaria desde o início. Assim, parece-nos improvável que o GCE esteja vindo de fontes de ponto fraco e, se for, seria proveniente de um novo tipo de fonte astrofísica. "

p O novo artigo de Zhong, McDermott, Cholis e Fox apresentam novos resultados valiosos que de certa forma limitam a possibilidade de fontes pontuais que sustentam o GCE, como sugerido por uma série de estudos anteriores. Essas descobertas podem servir de base para pesquisas futuras que investiguem a natureza do excesso de raios gama no centro da Via Láctea.

p "Temos algumas ideias interessantes de como usar wavelets para ajudar a remover alguns dos fundos mais irritantes, "disseram os pesquisadores." Há uma discussão científica saudável ocorrendo no campo no momento e, com base no feedback que recebemos, continuamos a refinar nossa análise das fontes pontuais. " p © 2020 Science X Network