Via Láctea está ejetando a matéria com a qual produz estrelas

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Imagem: NASA/DOE/Fermi LAT/D. Finkbeiner et al.
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Dois enormes jatos de raios gama se projetam do centro do plano galáctico, cada um se estendendo por 25 mil anos-luz. Encontradas em 2010, as bolhas de Fermi têm causa desconhecida, e seu mistério acaba de aumentar: astrônomos descobriram que dentro delas estão aglomerados de gás molecular frio: a matéria da qual estrelas são feitas.

As bolhas de Fermi têm, juntas, 50 mil anos-luz.As bolhas de Fermi têm, juntas, 50 mil anos-luz.Fonte:  NASA/Reprodução 

"Observamos que há não apenas gás quente vindo do centro de nossa galáxia como também gás frio — mais denso, pesado e lento. Se expulsar muita massa, a Via Láctea pode não ser capaz de formar estrelas", disse a astrofísica Naomi McClure-Griffiths, da Universidade Nacional da Austrália.

Para encontrar esse gás molecular denso e frio, os pesquisadores usaram o radiotelescópio chileno Atacama Pathfinder Experiment para procurar sua assinatura espectral. Lá estavam elas: uma das nuvens de gás molecular tem 380 massas solares e se move a 240 km/s; a outra tem 375 massas solares e se move a 300 km/s.

Origem em um buraco negro

A origem das bolhas de Fermi ainda é um mistério. Já se sabia que elas continham uma mistura de gases e raios cósmicos, mas a presença de aglomerados em alta velocidade de gás molecular frio foi uma surpresa e mais uma pergunta a ser respondida.

No centro da Via Láctea existe uma fonte de rádio astronômica brilhante e muito compacta, o que os astrônomos deduzem ser um buraco negro supermassivo conhecido como Sagitário A* ou apenas Sgr A*. Esse corpo é o ator principal das duas explicações para as bolhas de Fermi.

Na primeira, supõe-se que, há milhões de anos, uma nuvem de gás molecular em torno do buraco negro produziu supernovas Tipo II, o que gerou intensos ventos estelares responsáveis pela forma das bolhas de Fermi. A outra explicação implica diretamente a singularidade: ela teria engolido uma estrela que, ao se despedaçar, lançou material ao longo do horizonte de eventos, impulsionando os jatos de gases e raios cósmicos.

Nenhuma estrela a mais

Enquanto as opções para explicar a origem das bolhas de Fermi são bastante boas, a presença do gás formador de estrelas segue é uma interrogação.

Segundo os astrofísicos, a formação de estrelas nos últimos 50 milhões de anos talvez explicasse, mas não completamente, o volume de gás sendo expelido. Porém, modelos anteriores mostraram que essas nuvens têm uma vida útil bastante curta e provavelmente não sobreviveriam à exposição à alta aceleração e ao vento quente do centro da galáxia.

Modelos computacionais também experimentaram a mistura de nuvens frias e lentas com ventos quentes e rápidos, formando o gás resfriado de movimento rápido diretamente no ponto em que ele é ejetado. Porém, ainda não foi possível replicar todo o processo.

Neutrinos energéticos

Mesmo invisíveis a olho nu, as bolhas de Fermi emitem quantidades gigantescas de raios gama gerados principalmente por elétrons que, por sua vez, produzem neutrinos. Na Terra, o observatório de neutrinos na Estação Amundsen-Scott na Antártida captou, em 2019, dez dessas partículas dotadas de imensa energia provenientes das bolhas de Fermi.

Uma das explicações põe prótons colidindo uns com os outros e produzindo píons (partículas que decaem em raios gama). Outra especula que elétrons de alta energia interagem com a radiação cósmica de fundo. Uma terceira fala de ondas de choque nas bordas externas das bolhas usando campos magnéticos para impulsionar velozmente as partículas. A resposta para a formação dos neutrinos ainda não foi encontrada.

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