O novo mapa desenvolvido por cientistas chineses da Via Láctea vira o jogo nas teorias da radiação cósmica

Os resultados “darão uma nova visão sobre os processos de propagação e interação e a origem dos raios cósmicos de maior energia na nossa galáxia”, disse Kazumasa Kawata, do Instituto de Pesquisa de Raios Cósmicos da Universidade de Tóquio, em Kashiwa, Japão.

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Um buraco negro “massivo” no centro da nossa galáxia é visto pela primeira vez

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O raio cósmico de maior energia já detectado transporta mais de um quintilhão de elétron-volts – equivalente à energia cinética de uma bola de beisebol se movendo a 160 km/h, ou milhões de vezes mais energia do que as partículas criadas na partícula maior. Colisor na Terra.

Hoje, os cientistas ainda não têm uma resposta clara sobre a verdadeira fonte dos raios cósmicos. Como são compostos principalmente de prótons, sua natureza eletricamente carregada significa que eles não se movem em linha reta e, em vez disso, são desviados pelos campos magnéticos do universo. Isto significa que as informações básicas sobre o seu local de nascimento serão perdidas quando chegarem à Terra, escreveu Kawata.

Portanto, ao estudar o número, a distribuição e o espectro de energia desses raios gama, os cientistas podem vislumbrar as origens da radiação cósmica.

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Devido à sensibilidade limitada dos detectores, observações anteriores da neblina de raios gama na Via Láctea foram realizadas com telescópios espaciais a energias abaixo de um trilião de electrões-volt.

Quando o LHAASO foi concluído em 2021, tornou-se o maior e mais sensível observatório do mundo para a detecção de raios gama e raios cósmicos de muito alta energia. Um componente chave do LHAASO é chamado de Kilometer Square Array, ou KM2A, que inclui cerca de 5.200 detectores eletromagnéticos de superfície e quase 1.200 detectores de múons subterrâneos.

Os pesquisadores primeiro removeram dezenas de fontes de raios gama que são pontiagudas – em vez de difusas – na galáxia. Eles então fizeram uma das medições mais abrangentes e precisas da distribuição da explosão gama em uma ampla faixa de energia de 0,1-1 PeV e em uma grande área da galáxia, incluindo os níveis galácticos internos e externos.

Para sua surpresa, o número de raios gama dispersos medidos pelo LHAASO é duas a três vezes maior do que o esperado nas colisões de raios cósmicos com gás interestelar.

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Também diferente do esperado, o espectro de energia da emissão gama pode ser expresso por uma única lei de potência sem qualquer descontinuidade, contrariando a teoria popular de que raios cósmicos de altíssima energia ficariam presos pelos campos magnéticos da galáxia por muito tempo. , algo entre 10.000 e 10 milhões de anos atrás, antes de finalmente escaparem da piscina.

“A discrepância sugere que fontes adicionais de raios gama estão escondidas na nossa galáxia, ou que as densidades dos raios cósmicos mudam dependendo da localização na nossa galáxia”, disse Kawata, que trabalhou num projeto de colaboração sino-japonês chamado Tibet AS-gamma. Experiência há muitos anos.

Kawata observou que será importante que os principais detectores de raios cósmicos do mundo confirmem os resultados observacionais uns dos outros no futuro.

Por exemplo, um mapa recente da Via Láctea divulgado pela IceCube Collaboration, liderada pelos EUA, que estuda neutrinos cósmicos milhares de metros abaixo do Pólo Sul, forneceu fortes evidências de interações entre os raios cósmicos e o gás interestelar.

Ao juntar estas peças, os cientistas deverão ser capazes de obter mais conhecimento sobre as origens misteriosas da radiação cósmica, disse ele.