Uma barreira misteriosa no centro da Via Láctea está bloqueando raios cósmicos

Os raios cósmicos, núcleos atômicos que tiveram seus elétrons arrancados e fluem pelo espaço quase na velocidade da luz, são um dos mistérios sobre a Via Láctea que ainda não foram totalmente desvendados. Agora, um novo estudo encontrou outro quebra-cabeças sobre eles: existe uma espécie de “barreira” que impede essas partículas de chegarem ao núcleo galáctico, e ninguém sabe ainda explicar como isso ocorre.

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A grande dificuldade em estudar o centro da nossa galáxia é a presença de uma enorme e espessa nuvem de poeira, que bloqueia a luz em boa parte do espectro eletromagnético — dos raios X até a luz visível. Por isso, os astrônomos só podem contar com as emissões de comprimentos de onda como infravermelho, rádio e raios gama. Felizmente, este último tipo de radiação é bastante útil para estudar os raios cósmicos.

Quando interagem com o espaço interestelar, os raios cósmicos produzem fótons de raios gama de alta energia, com cerca de 10% da energia das partículas originais. Liderados pelo astrônomo Xiaoyuan Huang da Academia Chinesa de Ciências, uma equipe de pesquisadores analisou essa radiação na nuvem molecular central da Via Láctea usando dados do Telescópio de Grande Área Fermi, e encontraram algo desconcertante.

Além de confirmarem que o centro galáctico — ou algo desconhecido na região — é um acelerador de partículas de alta energia, os cientistas calcularam que densidade dos raios cósmicos na nuvem molecular central é menor que o esperado. Um fluxo de partículas energizadas deveria entrar nessas áreas, mas isso não ocorre, provavelmente porque algum tipo de barreira impede os raios cósmicos de penetrar na nuvem densa.

Essa densidade da nuvem molecular não é o suficiente para bloquear as partículas, porque a energia contida nesses núcleos desprovidos de elétrons produz luz em comprimentos de onda que consegue atravessar a poeira. Deve haver algum outro fator que os astrônomos ainda não conseguiram identificar, talvez, este sim, indetectável por estar oculto na nuvem molecular central.

A distribuição dos raios cósmicos em toda a Via Láctea deveria ser suave e relativamente estável, até porque eles emergem de “aceleradores” de partículas naturais e se propagam no campo magnético galáctico, onde seriam desacelerados e acelerados outra vez para resultar em algo conhecido como mar de raios cósmicos. Esse “mar” deveria ser mais ou menos consistente com a quantidade de raios cósmicos na nuvem molecular central, mas, como vimos, isso não ocorre.

Os astrônomos ainda precisarão de novos estudos para descobrir o que, exatamente, atua como barreira para impedir os raios cósmicos de atravessarem a poeira e chegarem ao núcleo galáctico. Uma das hipóteses que poderiam explicar o fenômeno é que colapso de partes mais densas da nuvem resultariam na compressão de campos magnéticos, que podem ser uma barreira para as partículas energizadas. Outra possibilidade seriam os ventos galácticos.

De acordo com os autores do estudo, publicado na revista Nature Communications, simulações tridimensionais mais detalhadas do centro da nossa galáxia podem ajudar a encontrar a origem e os meios de transporte dos raios cósmicos, bem como a natureza da barreira que os impede de atravessar a nuvem molecular central.

Fonte: Science Alert