Mapa de S½D. Picos con S½D ≥ 4 en la región 2 ° ≤ jbj ≤ 20 °; jlj ≤ 20 ° mostrado como cruces. Las fuentes de 4FGL se muestran en círculos rojos de tamaño 0.3 ° ð1 ° Þ para 9 ≤ TS ≤ 49ð49 ≤ TSÞ. Encontramos 8 fuentes (números 1 y 3-9) que no tienen contraparte de 4FGL y una (número 2) que es sensible al corte por proximidad de asociación. Las líneas de trazos interiores muestran las regiones angulares utilizadas en la Fig. 2; la línea de puntos exterior muestra la extensión máxima de una región de distancia galactocéntrica proyectada de 3 kpc. Consulte el texto para obtener más detalles. Crédito:Zhong et al.
Durante la última década más o menos, varios estudios astrofísicos han detectado un exceso de radiación de rayos gamma en el centro de nuestra galaxia. A pesar de los muchos intentos por comprender este inesperado excedente de radiación, ahora conocido como el exceso del centro galáctico (GCE), su fuente y las razones por las que existe siguen siendo desconocidas.
Inicialmente, Los astrónomos plantearon la hipótesis de que la GCE estaba asociada con la aniquilación de la materia oscura. Evidencia más reciente, sin embargo, sugiere que este exceso de rayos gamma podría ser producido por una población de fuentes puntuales (es decir, fuentes de energía), algunos de los cuales pueden haber sido ya observados en el pasado.
Investigadores de la Universidad de Chicago, El Laboratorio del Acelerador Nacional Fermi y la Universidad de Oakland llevaron a cabo recientemente un estudio destinado a investigar más esta posibilidad mediante la comparación de teorías y observaciones pasadas con elementos dentro de un catálogo de fuentes puntuales compilado por la Colaboración del Telescopio Fermi de Área Grande (Fermi-LAT). Los resultados de sus análisis, publicado en un artículo publicado en Cartas de revisión física , imponen nuevas restricciones a la capacidad de cualquier fuente puntual detectada previamente para sustentar la suave emisión de rayos gamma de la GCE.
"Junto con muchos de nuestros colegas, nos ha interesado e intrigado el exceso de centro galáctico (GCE) desde que se descubrió por primera vez hace casi 10 años, "Yi-Ming Zhong, Samuel Mc Dermott, Ilias Cholis y Patrick Fox, los cuatro investigadores que realizaron el estudio, le dijo a Phys.org por correo electrónico. "Este exceso de emisión de rayos gamma hacia el centro de la Vía Láctea puede ser una señal de aniquilación de materia oscura u originarse a partir de mecanismos astrofísicos más convencionales. Por ejemplo, Una explicación astrofísica destacada de la GCE es que observamos la emisión colectiva de los restos de estrellas masivas que Fermi, con suficiente sensibilidad, observaría como fuentes puntuales de rayos gamma ".
El estudio realizado por los investigadores se basa en algunos de sus trabajos anteriores que investigan los fundamentos físicos de la ECG. El motivador clave detrás de su artículo fue que la colaboración de Fermi actualizó recientemente su catálogo de fuentes puntuales (4FGL), que es esencialmente una lista de todas las regiones o cuerpos emisores de luz en el cielo y las medidas asociadas con cada uno de ellos.
Los investigadores habían probado previamente la hipótesis de que el GCE se origina a partir de fuentes puntuales mediante el análisis de la base de datos de fuentes de puntos débiles de la colaboración de Fermi. Una vez que se lanzó la versión actualizada, se propusieron repetir sus análisis sobre los datos recién recopilados.
"Nosotros, y otros, han aplicado la técnica de análisis de datos de descomposición de ondículas a los datos de FERMI en el pasado, generalmente se enfoca en información a grandes escalas angulares (objetos grandes en el cielo), ", explicaron los investigadores." Esta vez queríamos aplicarlo a objetos pequeños con el nuevo catálogo en la mano ".
Nuestro mejor ajuste GCE con máscara 2FGL (curva discontinua azul) o máscara 4FGL (curva sólida naranja), en comparación con los espectros apilados de fuentes 4FGL de nuestra búsqueda de filtro coincidente con S> 4, que posiblemente sean miembros de un CSP (curva punteada de puntos verdes). Crédito:Zhong et al.
Comprender qué fenómenos tienen lugar en el centro de la Vía Láctea es una tarea ardua y compleja, tantos procesos están sucediendo a la vez, incluida la formación de estrellas, supernovas que se extinguen, y la dinámica de los agujeros negros centrales. Todos estos fenómenos concurrentes hacen que la determinación de las estructuras subyacentes de nuestra galaxia a través del análisis de las mediciones de rayos gamma sea particularmente desafiante.
La descomposición de ondas es una técnica que puede separar varias contribuciones cosmológicas en función de la cantidad de espacio que ocupan en el cielo. Si bien a menudo ha demostrado ser una herramienta muy eficaz para analizar una variedad de imágenes tomadas con telescopios, hasta aquí, muy pocos equipos de investigación lo han aplicado al análisis de datos de rayos gamma. En su estudio, Zhong, McDermott, Cholis y Fox revisaron un análisis realizado por tres investigadores de la Universidad de Amsterdam, que utilizaron la descomposición de ondículas para separar pequeños objetos en el cielo (es decir, fuentes puntuales) de otros fenómenos cosmológicos.
"Ahora se sabe más sobre fuentes puntuales en la dirección del centro galáctico, tanto dónde están como qué son, ", dijeron los investigadores." De hecho, Bartels et al descubrieron por primera vez la ubicación de muchas de las fuentes puntuales recientemente medidas en el catálogo de FERMI utilizando técnicas de ondículas. La historia se ha repetido en el sentido de que también hemos encontrado algunos nuevos puntos brillantes en el cielo que no se encuentran actualmente en otros catálogos ".
Previamente, Los investigadores sugirieron que algunas fuentes puntuales recientemente detectadas podrían ofrecer una explicación para la CME. A medida que se recopila más información sobre estas fuentes puntuales, como sus espectros y si están ubicados en la proximidad de objetos astrofísicos conocidos, esta hipótesis se puede probar más a fondo comparando estos datos con las observaciones de la GCE.
Los nuevos análisis realizados por Zhong, McDermott, Cholis y Fox muestran que ninguna de las fuentes puntuales incluidas en el catálogo 4FGL actualizado de la colaboración de Fermi puede explicar el GCE. Es más, Sugieren que si la CME en realidad estuviera formada por fuentes de puntos débiles, estos tendrían que ser una nueva clase de objetos cosmológicos y se necesitarían varios de ellos.
"Intentamos determinar el rango de posibilidades de la función de luminosidad para las fuentes de puntos débiles, ", dijeron los investigadores." El rango de parámetros que aún se ajustan a los datos es bastante extremo y no es algo que uno hubiera esperado desde el principio. Por lo tanto, Nos parece poco probable que el GCE provenga de fuentes de puntos débiles y, si lo es, vendría de un nuevo tipo de fuente astrofísica ".
El nuevo artículo de Zhong, McDermott, Cholis y Fox presentan nuevos resultados valiosos que limitan un poco la posibilidad de fuentes puntuales que sustentan la CME, como lo sugieren varios estudios anteriores. Estos hallazgos podrían servir como base para futuras investigaciones que investiguen la naturaleza del exceso de rayos gamma en el centro de la Vía Láctea.
"Tenemos algunas ideas interesantes sobre cómo usar wavelets para ayudar a eliminar algunos de los fondos más molestos, ", dijeron los investigadores." Hay una discusión científica saludable que está teniendo lugar en el campo en este momento y, en base a los comentarios que hemos recibido, continuamos refinando nuestro análisis de las fuentes puntuales ".
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