Acelerador de prótons no Braço da Galáxia: Fermi-LAT ajudou a desvendar a natureza da fonte LHAASO J1912+1014u

Autor: Uliana S

Observações com o Fermi Gamma-ray Space Telescope detectaram um excesso de radiação gamma na direção de LHAASO J1912-1014u e confirmaram que se trata de um protão Pevatron.

Em meados de julho de 2026, um artigo foi publicado na The Astrophysical Journal que nos aproxima da compreensão de como os raios cósmicos mais energéticos nascem na Via Láctea. Refere-se ao objeto LHAASO J1912+1014u — um dos candidatos a chamados PeVatrons, capazes de acelerar partículas a energias de petaelétron-volts.

Tudo começou com dados do observatório chinês LHAASO, localizado em um planalto de alta altitude. Seus detectores registraram radiação gama com energias acima de 100 TeV de uma fonte estendida que coincide em coordenadas com o conhecido objeto TeV HESS J1912+101. Tais raios gama de ultra-alta energia geralmente aparecem quando os raios cósmicos acelerados colidem com átomos de gás interestelar. Mas a questão principal permanecia: eram prótons ou elétrons? Os cenários leptônico (aceleração de elétrons) e hadrônico (aceleração de prótons) produzem espectros gama semelhantes em energias muito altas, mas exigem condições diferentes.

Para resolver isso, uma equipe de astrônomos liderada por Tsunefumi Mizuno, da Universidade de Hiroshima, recorreu ao arquivo Fermi-LAT — o telescópio orbital de raios gama da NASA. Eles analisaram 15 anos de observações na faixa de 400 MeV a centenas de GeV. O modelo usual de fundo difuso galáctico deixou resíduos significativos nos dados, então os cientistas criaram uma versão aprimorada. Como resultado, uma clara abundância de radiação com um espectro rígido (índice de cerca de 2,1) apareceu na região da fonte. Ela coincidia espacialmente com a posição da fonte LHAASO/H.E.S.S.

O passo decisivo foi a utilização de dados de alta precisão do FUGIN — um levantamento de nuvens moleculares na linha de monóxido de carbono. Os pesquisadores construíram mapas de gás para duas componentes de velocidade prováveis (cerca de 25 e 60 km/s). Esses padrões descreveram perfeitamente a abundância de GeV, confirmando que a radiação é gerada precisamente nas colisões de prótons com nuvens densas.

Quando a equipe construiu o espectro total de GeV a TeV, o cenário leptônico (aceleração de elétrons) exigiu condições muito rígidas e concordou mal com os limites superiores da radiação de raios-X. O cenário hadrônico — a aceleração de prótons — se encaixou nos dados naturalmente. O espectro de prótons é obtido com um índice de ≈2,2, e a energia total depositada neles é estimada em (1–5)×10⁴⁹ ergs, dependendo da distância. Perto da fonte está o velho pulsar PSR J1913+1011, que provavelmente fornece energia ao sistema.

Este trabalho é um bom exemplo de como o acúmulo paciente de dados e a análise conjunta de diferentes instrumentos permitem desvendar passo a passo os mecanismos que operam em nossa Galáxia há milhões de anos. O LHAASO continua a encontrar novos candidatos a PeVatrons, e pesquisas semelhantes mostram: muitos deles, muito provavelmente, operam precisamente com prótons. Estamos cada vez mais perto de entender onde e como a natureza acelera partículas a energias inacessíveis até mesmo para os aceleradores mais poderosos da Terra.

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