Um longo estudo pelo Observatório de Raios-X Chandra revelou novas provas da existência de um gás extremamente quente numa grande região do centro da Via Láctea. A intensidade e o espectro dos raios-X de alta energia produzidos por este gás apresentam-se como um puzzle em relação à maneira de como está a ser aquecido.

A descoberta veio de uma equipa de astrónomos, conduzida por Michael Muno da UCLA, que usou o poder de ampliação único do Chandra para estudar uma região com cerca de 100 anos-luz de diâmetro e esforçosamente remover os 2,357 pontos de emissão de raios-X devido a estrelas de neutrões, buracos negros, anãs brancas, estrelas de 1.º plano e galáxias de fundo.

Imagem em raios-X do centro da Via Láctea feito pelo Observatório Chandra.
Crédito: NASA/CXC/UCLA/MIT/M.Muno et al.
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O que sobrou foi uma incandescência difusa e irregular duma nuvem com 10 milhões de graus Celsius, embebida num brilho de raios-X de maior energia com um espectro característico de um gás com 100 milhões de graus.

"A melhor explicação para os dados do Chandra é que os raios-X de alta-energia vêm de uma nuvem de gás extremamente quente," diz Muno, autor de um artigo descrevendo os resultados que deverá aparecer na edição de 20 de Setembro do The Astrophysical Journal. "Isto significaria que existe uma deficiência na nossa percepção de fontes de calor no centro da nossa Galáxia."

A gravidade combinada dos objectos conhecidos no centro da Via Láctea -- todas as estrelas e o buraco negro supermassivo no centro - não é forte o suficiente para evitar o escape dos 100 milhões de graus da região. O tempo de fuga seria de cerca de 10,000 anos, uma pequena fracção do tempo de vida de 10 mil milhões de anos da Galáxia. Isto implica que o gás deveria estar continuamente a ser regenerado e aquecido.

O gás pode ser reabastecido pelos ventos de estrelas massivas, mas a fonte do aquecimento permanece um mistério. Os raios-X difusos de alta energia do centro da Galáxia parecem ser a parte mais brilhante de uma crista de emissão de raios-X observados pelo Chandra e prévios observatórios de raios-X que se extendem por alguns milhares de anos-luz ao longo do disco da Galáxia. Esta extensão significa que está provavelmente a não ser aquecida pelo buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea.

Imagem de rádio do centro da Via Láctea feito pelo VLA.
Crédito: NASA/CXC/NRAO/F.Yusef-Zadeh
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Os cientistas têm especulado que a turbulência magnética produzida pelas ondas de choque de supernovas podem aquecer o gás até aos 100 milhões de graus. Alternativamente, protões de alta-energia e electrões produzidos pelas ondas de choque de supernovas podem ser a fonte do aquecimento. No entanto, ambas as possibilidades têm problemas. O espectro não é consistente com o aquecimento de partículas de alta-energia, o campo magnético observado no centro Galáctico não tem a estrutura adequada, e a proporção de explosões de supernova não parecem ser frequentes o suficiente para fornecer o aquecimento necessário.

A equipa também considerou se os raios-X de alta-energia apenas parecem ser difusos, e serem de facto devidos ao brilho combinado de uma população ainda não detectada de fontes pontuais, tal como as luzes difusas de uma cidade vistas a uma grande distância. O problema desta explicação é que 200,000 fontes seriam necessárias na região observada, embora o número total de estrelas do tipo que produz raios-X no poder e energia requeridos esteja estimado em cerca apenas 20,000. Mais, uma tão grande e irresoluta população de fontes produziria um brilho de raios-X muito mais regular do que é observado.

"Não existe nenhuma classe de objectos que possa explicar o grande número de fontes altamente energéticas de raios-X no centro Galáctico,", disse Fred Baganoff do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) em Cambridge, co-autor do estudo.

Imagem de raios-X de banda-larga do centro Galáctico, sem fontes pontuais.
Crédito: NASA/CXC/UCLA/MIT/M.Muno et al.
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Estes resultados são com base em mais de 170 horas de observação de uma região de 17 por 17 arco-minutos no centro da Via Láctea usando o Advanced CCD Imaging Spectrometer do Chandra. Outros membros da equipa da UCLA, MIT e Penn State são também co-autores do futuro artigo do Jornal de Astrofísica.

O Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Alaska, gere o programa Chandra para o Departamento de Ciência Espacial da NASA em Washington. Northrop Grumman de Redondo Beach, Califórnia, antigamente TRW, foi a instituição que maioritariamente desenvolveu o observatório. O Observatório de Astrofísica do Smithsonian controla as operações de ciência e navegação a partir do Centro de raios-X do Chandra em Cambridge, Massachussets.

Links:

Chandra:
http://chandra.harvard.edu/
http://chandra.nasa.gov/

Animações:
http://chandra.harvard.edu/photo/2004/sgra/animations.html