Durante o seu primeiro ano de operações, o Telescópio Espacial de Raios-Gama Fermi da NASA mapeou o céu extremo com uma resolução e sensibilidade sem precedentes. Capturou mais de mil fontes discretas de raios-gama -- a forma mais energética de luz. Nivelando essas façanhas esteve uma medição que proporcionou evidências experimentais raras acerca da própria estrutura do espaço e do tempo, unificadas como espaço-tempo nas teorias de Einstein.

"Os físicos gostariam de substituír a visão da gravidade de Einstein -- tal como está expressada nas suas teorias da relatividade -- com algo que lida com todas as forças fundamentais," disse Peter Michelson, investigador principal do LAT (Large Area Telescope) do Fermi, na Universidade de Stanford em Palo Alto, Califórnia, EUA. "Existem muitas ideias, mas poucas maneiras de as testar."

Muitas abordagens de novas teorias da gravidade retratam o espaço-tempo como uma estrutura inconstante e superficial, a escalas físicas biliões de vezes mais pequenas que um electrão. Alguns modelos prevêm que o aspecto espumoso do espaço-tempo faz com que os raios-gama mais energéticos se movam ligeiramente mais devagar que os fotões menos energéticos.

Tal modelo violaria o édito de Einstein, que diz que toda a radiação electromagnética -- ondas de rádio, radiação infravermelha, luz visível, raios-X e raios-gama -- viaja pelo vácuo à mesma velocidade.

No passado dia 10 de Maio, o Fermi e outros satélites detectaram uma pequena explosão de raios-gama, designada GRB 090510. Os astrónomos pensam que este tipo de explosão acontece quando estrelas de neutrões colidem. Os estudos a partir da Terra mostram que o evento teve lugar numa galáxia a 7,3 mil milhões de anos-luz de distância. Dos muitos fotões de raios-gama que o instrumento LAT do Fermi detectou a partir da explosão, com a duração de 2,1 segundos, dois possuíam energias diferindo por um milhão de vezes. E mesmo viajando durante sete mil milhões de anos, o par chegou com apenas 9/10 de segundo de diferença.

"Esta medição elimina qualquer proposta de uma nova teoria da gravidade que prevê uma mudança muito energetico-dependente na velocidade da luz," afirma Michelson. "Para uma parte em 100 triliões, estes dois fotões viajaram à mesma velocidade. Einstein ainda domina."

O instrumento secundário do Fermi, o GRBM (Gamma-ray Burst Monitor), já observou raios-gama pouco energéticos em mais de 250 explosões. O LAT observou 12 destas mais detalhadamente, revelando três explosões-recorde.

GRB 090510 exibiu o movimento mais rápido já observado, com a matéria ejectada movendo-se a 99,99995% da velocidade da luz. A mais alta energia raios-gama já observada num GRB -- 33,4 mil milhões electrão-volt ou cerca de 13 mil milhões de vezes a energia da luz visível -- veio do GRB 090902B em Setembro. GRB 080916C, do ano passado, produziu a maior energia total, equivalente a 9000 supernovas comuns.

Observando todo o céu a cada três horas, o LAT está a proporcionar aos cientistas do Fermi um olhar cada vez mais detalhado do Universo extremo. "Descobrimos mais de mil fontes persistentes de raios-gama -- cinco vezes o número anteriormente conhecido," disse a cientista do projecto, Julie McEnery, do Centro Aeroespacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland, EUA. "E associámos quase metade com objectos conhecidos noutros comprimentos de onda."

Os blazares -- galáxias distantes cujos buracos negros supermassivos emitem jactos de matéria a alta velocidade na nossa direcção -- são de longe a fonte mais prevalente, agora alcançando os mais de 500. Na nossa própria Galáxia, as fontes de raios-gama incluem 46 pulsares e dois sistemas binários onde uma estrela de neutrões orbita rapidamente uma estrela jovem e quente.

"A equipa do Fermi fez um grande trabalho comissionando o satélite e começando as suas observações científicas," disse Jon Morse, director da Divisão de Astrofísica da sede da NASA em Washington. "E agora o Fermi está mais que cumprindo a sua promessa científica única de fazer descobertas importantes e foram do comum acerca do Universo extremo e da estrutura do espaço-tempo."

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Notícias relacionadas:
NASA (comunicado de imprensa)
Science Daily
New Scientist
Nature
SPACE.com
Universe Today
Discover
UPI

Telescópio Espacial Fermi:
NASA
Wikipedia

GRBs:
NASA
Wikipedia
Caltech

Blazares:
Wikipedia
AAVSO

Nesta ilustração, um fotão (púrpura) transporta um milhão de vezes a energia de outro (amarelo). Alguns teóricos prevêm atrasos na viagem para fotões mais energéticos, que interagem mais fortemente com a natureza espumosa do espaço-tempo. Mas nos dados do Fermi, dois fotões de uma explosão de raios-gama falham em mostrar este efeito. A animação mostra o atraso que os cientistas esperavam observar.
Crédito: NASA/Universidade Estatal de Sonoma/Aurore Simonnet
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Esta imagem mostra o mapa do céu obtido pelo Fermi ao longo de um ano é a melhor imagem do universo extremo até à data. O mapa mostra a velocidade a que o LAT detecta raios-gama com energias acima dos 300 milhões electrão-volt -- cerca de 120 milhões de vezes a energia da luz visível -- a partir de diferentes direcções do céu. As cores mais brilhantes assinalam ritmos maiores.
Crédito: NASA/DOE/Colaboração Fermi LAT
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