Telescópio de Água Observa o Céu Extremo

O High Altitude Water Cherenkov Observatory (HAWC) é um telescópio fora do comum. Situado a 4100 metros de altitude na Sierra Madre, no México, é composto por 300 tanques de água purificada instrumentados com sensores. O seu objectivo é estudar as fontes de radiação mais energéticas do Universo e foi desenhado para ser sensível a raios gama com energias entre os 0.1 e os 100 Tev (Tera-electrão-Volt). O limite máximo de energia corresponde a fotões com uma energia mais de 7 vezes superior à gerada pelas colisões mais violentas no Large Hadron Collider, no CERN. Até à data o fotão mais energético observado pelo HAWC tinha 60 TeV.

O observatório HAWC próximo do vulcão Sierra Nevada, no México. Crédito: HAWC Collaboration.

Mas o HAWC não observa os raios gama directamente. Eles são filtrados de forma muito eficiente pela atmosfera. Em vez disso, o HAWC observa o resultado da sua colisão com átomos no topo da atmosfera terrestre. Estes eventos produzem uma chuva de partículas que frequentemente atinge a superfície. De facto, os cientistas estimam que somos bombardeados por 20 mil destes chuveiros por segundo! À altitude do observatório, estes chuveiros podem ser observados com maior claridade pois percorreram ainda uma camada relativamente fina da atmosfera. As partículas atravessam os tanques e colidem com átomos das moléculas de água dando origem a pequenos flashes de luz azul etérea — radiação de Cherenkov — que são detectados por sensores. Com esta informação os cientistas conseguem calcular a energia do fotão de raios gama original e a posição da fonte no céu.

O princípio de funcionamento do HAWC. Crédito: HAWC Collaboration.

O observatório consegue observar dois terços da esfera celeste e funciona permanentemente, 24 horas por dia, 365 dias por ano — a presença do Sol não tem impacto na observação uma vez que não é uma fonte significativa de raios gama tão energéticos.

Um reactor nuclear banhado pela luz azul da radiação de Cherenkov.

Uma análise do primeiro ano de observações do HAWC permitiu criar um mapa preliminar do céu nestas frequências. Nele foram detectadas 40 fontes de raios gama, 10 das quais desconhecidas dos astrónomos até à data. As restantes 30 foram identificadas com remanescentes de supernovas, pulsares e galáxias activas.

Três novas fontes de raios gama detectadas com o HAWC. O disco branco mostra o tamanho aparente da Lua adicionando escala à imagem. Crédito: HAWC Collaboration.
Mapa preliminar do céu em raios gama obtido com o HAWC. É notória a acumulação de fontes de raios gama ao longo do plano da Via Láctea (região alongada branca, amarela e vermelha). Os blazars Markarian 421 e 501 são também visíveis neste mapa preliminar. Crédito: HAWC Collaboration.

Mas “as estrelas da companhia” deste mapa preliminar são sem dúvida as galáxias activas Markarian 421, na Ursa Maior, e Markarian 501, em Hércules, situadas a centenas de milhões de anos-luz. As duas galáxias são blazars, isto é, têm buracos negros super-maciços nos seus núcleos cujos discos de acreção estão perfeitamente alinhados com a nossa linha de visão. Por esse motivo os seus núcleos são extraordinariamente luminosos e, com os instrumentos adequados, podemos observar a actividade dos buracos negros com mais facilidade.

Markarian 421 e Markarian 501, dois blazars, são as fontes extragalácticas mais luminosas observadas pelo HAWC.

Os astrónomos observaram, por exemplo, erupções com a duração de apenas algumas horas em Markarian 501. Esta escala de tempo tão pequena implica que as mesmas tiveram origem numa região muito pequena, pouco maior do que o Sistema Solar até à órbita de Neptuno, junto ao buraco negro. Os dados indicam também que tais erupções são frequentes, ocorrendo entre 5 a 10 vezes num ano, um número que varia de galáxia para galáxia. As observações contínuas do HAWC durante os próximos anos permitirão aos astrónomos caracterizar o comportamento destes objectos nesta gama extrema de energias, contribuindo para uma melhor compreensão dos blazars.

(Fonte: New Scientist)

One clap, two clap, three clap, forty?

By clapping more or less, you can signal to us which stories really stand out.