Figura 1:Emissão de raios gama observada do disco galáctico, com a região do bojo indicada. As inserções mostram os perfis esperados de excesso de radiação proveniente de matéria escura e estrelas, respectivamente. Os pesquisadores conseguiram mostrar que o perfil das estrelas corresponde às medições muito melhor do que o perfil da matéria escura. Crédito:Christoph Weniger, Universidade de Amsterdã / FermiLAT
Por quase 10 anos, astrônomos têm estudado uma misteriosa radiação difusa vinda do centro de nossa galáxia. Originalmente, pensava-se que essa radiação poderia se originar das partículas indescritíveis de matéria escura que muitos pesquisadores esperam encontrar. Contudo, físicos da Universidade de Amsterdã e do Laboratoire d "Annecy-le-Vieux de Physique Théorique encontraram agora mais evidências de que estrelas de nêutrons em rotação rápida são uma fonte muito mais provável para essa radiação. Suas descobertas foram publicadas hoje em Astronomia da Natureza .
As observações da radiação de raios gama da região do centro da galáxia com o Telescópio de Grande Área Fermi revelaram uma misteriosa emissão difusa e estendida. Descoberto há quase 10 anos, esta emissão gerou muito entusiasmo na comunidade de física de partículas, uma vez que tinha todas as características de um sinal há muito procurado da auto-aniquilação de partículas de matéria escura no interior da galáxia. Encontrar esse sinal confirmaria que a matéria escura, que até agora só foi observado por meio de seus efeitos gravitacionais em outros objetos, é feito de novas partículas fundamentais. Além disso, ajudaria a determinar a massa e outras propriedades dessas partículas indescritíveis de matéria escura. Contudo, um estudo recente mostra que, sem dúvida, a melhor interpretação astrofísica do excesso de emissão é uma nova população no bojo galáctico de milhares de estrelas de nêutrons que giram rapidamente, chamadas pulsares de milissegundos, que escaparam da observação em outras frequências até agora.
Onde há estrelas, existe radiação
"Compreender em detalhes a morfologia [a localização e a forma] e o espectro [as frequências combinadas] do excesso de emissão é de vital importância para discriminar entre a matéria escura e as interpretações astrofísicas do excesso de radiação do centro galáctico, "diz Christoph Weniger, um dos pesquisadores que conduziram o estudo. Um novo estudo realizado por pesquisadores da Universidade de Amsterdã e do Laboratoire d "Annecy-le-Vieux de Physique Théorique, uma unidade de pesquisa do French Centre National de la Recherche Scientifique, encontraram fortes evidências de que a emissão realmente parece vir de regiões onde também há uma grande quantidade de massa estelar na protuberância galáctica (a 'protuberância quadrada') e no centro (a 'protuberância nuclear'). Além disso, os pesquisadores descobriram que a proporção de luz para massa no bojo e centro galácticos são mutuamente consistentes, de modo que a emissão de raios gama GeV é um traçador surpreendentemente preciso da massa estelar no interior da galáxia (figura 2). Este estudo foi baseado em uma nova ferramenta de análise, Fatoração de céu com modelos restritos adaptativos (SkyFACT), desenvolvido pelos próprios pesquisadores, que combina modelagem física com análise de imagem.
Figura 2:Comparação da massa estelar (eixo horizontal) e luminosidade de raios gama (eixo vertical) para a "protuberância quadrada" (em azul) e para a "protuberância nuclear" (em verde). A previsão para uma população de milissegundos pulsares no disco galáctico (em vermelho) e a protuberância da galáxia de Andrômeda próxima (M31, em rosa) também são mostrados. Massa estelar e luminosidade são proporcionais uma à outra na Galáxia interna (linha tracejada), o que mostra que o misterioso excesso de radiação muito provavelmente tem uma origem estelar e não vem da matéria escura. Crédito:Christoph Weniger, Universidade de Amsterdam
Os resultados apóiam a interpretação do pulsar de milissegundos da emissão em excesso, uma vez que nem um sinal de matéria escura nem outras interpretações astrofísicas devem mostrar tal correlação. "Os resultados ajudarão a orientar as próximas pesquisas de rádio para esta população oculta de pulsares de milissegundos na protuberância galáctica com o MeerKAT e o futuro Square Kilometer Array, "disse Francesca Calore, outro dos autores do artigo. "Isso torna essas pesquisas futuras ainda mais promissoras."
