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Esta imagem composta da Nebulosa do Caranguejo foi montada com escala de cores arbitrária combinando dados de cinco telescópios que abrangem quase todo o espectro eletromagnético: a emissão de rádio representando o vento das partículas carregadas da estrela central de neutrons em vermelho (do Karl G. Jansky Very Large Array), o infravermelho, incluindo o brilho de partículas de poeira absorvendo luz ultravioleta e visível em amarelo (do telescópio espacial Spitzer), a imagem de luz visível com as estruturas filamentosas quentes em verde (do telescópio espacial Hubble), a imagem ultravioleta em azul e a imagem de raio-X em roxo mostrando o efeito de uma nuvem energética de elétrons (do Observatório XMM-Newton e do Observatório de raios-X Chandra). Crédito: NASA / ESA / NRAO / AUI / NSF e G. Dubner (Universidade de Buenos Aires) |
A Nebulosa do Caranguejo, o remanescente de uma explosão de supernova que foi observada quase 1.000 anos atrás em 1054 E.C, é um dos objetos mais bem estudados na história da astronomia e uma fonte conhecida de raios cósmicos . Ela emite radiação em todo o espectro eletromagnético inteiro, desde raios gama, luz ultravioleta e visível, até ondas de infravermelho e de rádio. A maior parte do que vemos vem de partículas muito enérgicas (elétrons) e os astrofísicos podem construir modelos detalhados para tentar reproduzir a radiação que estas partículas emitem.
O novo estudo, de Federico Fraschetti na Universidade do Arizona, EUA, e Martin Pohl, da Universidade de Potsdam, na Alemanha, revelam que a radiação eletromagnética transmitida da Nebulosa do Caranguejo pode se originar de uma maneira diferente da que os cientistas tradicionalmente pensaram: A totalidade de radiação pode potencialmente ser unificada e surgir de uma única população de elétrons, uma hipótese anteriormente considerada impossível.
De acordo com o modelo geralmente aceito, uma vez que as partículas atingem um limite de choque, elas se recuperam várias vezes devido à turbulência magnética. Durante esse processo elas ganham energia - da mesma forma que uma bola de tenis é tocada entre duas raquetes que se movem cada vez mais umas para as outras - e são cada vez mais próximas da velocidade da luz. Tal modelo segue uma ideia introduzida pelo físico italiano Enrico Fermi em 1949.
"Os modelos atuais não incluem o que acontece quando as partículas atingem sua energia mais alta", disse Federico, cientista da equipe dos Departamentos de Ciências Planetárias, Astronomia e Física da Universidade do Arizona. "Somente se incluímos um processo de aceleração diferente, em que o número de partículas de energia superior diminui mais rápido do que a energia mais baixa, podemos explicar todo o espectro eletromagnético que vemos. Isso nos diz que enquanto a onda de choque é a fonte da aceleração das partículas, os mecanismos devem ser diferentes ".
O co-autor Martin Pohl acrescentou: "O novo resultado representa um avanço importante para a nossa compreensão da aceleração das partículas em objetos cósmicos e ajuda a decifrar a origem das partículas energéticas que são encontradas em quase todo o universo".
Os autores concluem que é necessário um melhor entendimento de como as partículas são aceleradas em fontes cósmicas e como a aceleração funciona quando a energia das partículas se torna muito grande. Várias missões da NASA, incluindo ACE, STEREO e WIND, se dedicam a estudar as propriedades semelhantes de choques causados por explosões de plasma na superfície do sol à medida que viajam para a Terra e, portanto, podem adicionar informações vitais sobre esses efeitos no futuro próximo.
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