Em 2020, os astrônomos descobriram uma grande estrutura em forma de ampulheta no centro da nossa galáxia, a Via Láctea, ou perto dela. Apelidadas de “bolhas eROSITA”, foram propostas algumas hipóteses diferentes para explicar sua natureza precisa. Agora, uma equipa de investigação composta por cientistas da China e da Europa construiu um mapa de alta resolução da região e encontrou evidências de que duas das características mais proeminentes não são independentes.

As bolhas eROSITA são vistas como estruturas bidimensionais detectadas pela primeira vez pelo telescópio de raios X eROSITA, que está a bordo do observatório espacial astrofísico de alta energia russo-alemão Spectrum-X-Gamma, enviado ao ar em 2019. Elas eram notavelmente semelhantes em formato às " bolhas de Fermi " que se projetavam do centro galático, descobertas uma década antes.

Enquanto as duas bolhas de Fermi foram observadas pela detecção da radiação gama e de raios X que elas emitem, as bolhas eROSITA foram vistas como raios X suaves — fótons altamente energéticos, mas com menos energia do que os raios X usados para obter imagens de ossos e muito menos energéticos do que os raios gama.

As bolhas eROSITA são maiores e mais energéticas no geral do que as bolhas Fermi, com lóbulos quase circulares acima e abaixo do plano da Via Láctea, com duas características proeminentes na bolha do norte: o Esporão Polar Norte (NPS) e a Nuvem Pétala de Lótus (LPC). Em um mapa de raios X bidimensional, elas aparecem como duas características separadas, e podem ser duas estruturas tridimensionais distintas que por acaso compõem uma bolha bidimensional.

Houve duas hipóteses contraditórias para explicar as bolhas eROSITA: um par de bolhas gigantes na escala de 10.000 parsecs sopradas pelo centro galático ou uma estrutura na escala de 100 parsecs na região do sol, coincidentemente localizada na direção do centro galáctico. (Um parsec é 3,26 anos-luz.) A estrutura tridimensional das bolhas eROSITA é desconhecida; como bidimensionais, elas parecem possivelmente a sombra de algum outro fenômeno.

"A energia envolvida nessas duas imagens diferem em três a quatro ordens de magnitude", disse Teng Liu, astrônomo da Universidade de Ciência e Tecnologia da China em Hefei e autor principal do novo estudo. "Assim, a solução tem consequências importantes na estrutura e na história da Via Láctea."

Embora os astrônomos não tenham conseguido determinar a distância até às emissões de raios X da bolha eROSITA, mediram a distância até às nuvens de poeira que fazem parte da Via Láctea. Um estudo anterior liderado por Liu encontrou três nuvens de poeira isoladas a uma distância de 500 a 800 parsecs, cuja forma corresponde perfeitamente às sombras de raios X nas bolhas eROSITA, o que implica que as bolhas estão ainda mais distantes. Uma frente de choque que emite ondas de rádio polarizadas conecta o North Polar Spur e o Lotus Pedal Cloud.

Esse trabalho também descobriu que a borda externa da bolha eROSITA do norte pode ser facilmente explicada como um modelo tridimensional distorcido enraizado no centro galático e concluiu que a escala das bolhas eROSITA é de cerca de 10.000 parsecs, estabelecida no centro galático.

Para resolver esta questão de perspectiva, Liu e seus companheiros evitaram analisar o corpo principal das bolhas eROSITA. Eles se concentraram na questão de saber se as bolhas são uma bolha gigante e distante ou uma pequena estrutura perto do sol. Em vez de cálculos quantitativos, “simplesmente captamos algumas características morfológicas a olho nu”, disse Liu, “cuja existência é um ponto forte para responder à questão”.

Em particular, a partir da forma projetada das nuvens de poeira tridimensionais, foi possível concluir que o NPS e o LPC estavam distantes, pelo menos 1.000 parsecs de distância. Arcos de emissão de rádio foram encontrados na região escura entre essas duas características ("escuro" significa ausência de raios X) e foram atribuídos à onda de choque da frente da bolha. A correspondência da borda externa do NPS e do LPC forneceu uma maneira de determinar a borda da bolha do norte.

Esta definição da fronteira pode ser facilmente descrita como uma tangente a uma linha de visão do modelo de copo tridimensional enraizado no centro galático. A partir disso, o grupo concluiu que o NPS e o LPC não eram características independentes e distantes, mas sim compostas de uma única bolha gigante. Eles determinaram que a bolha eROSITA do norte é provavelmente a bolha de 10.000 parsecs com sua raiz no centro galático, soprada por injeção de energia.

A borda da bolha sul não é tão claramente definida quanto a bolha norte, devido a emissões de raios X mais fracas e algumas características complicadas vistas no espectro de rádio, parece mais alongada e menos inclinada do que a bolha norte. Portanto, não é possível determinar se o "copo" sul mencionado acima está aberto ou se ele realmente se fecha em uma bolha.

A relativa simplicidade da metodologia visual usada mostra que, disse Liu, "para resolver um problema, o que é preciso não é necessariamente um diploma de doutorado, mas uma ideia".