Estudo da emissão não-rérmica em bolhas estelares - Espinosa, Luna Costa Lacerda (2025)
Há décadas se propõe que estrelas massivas sejam possíveis fontes de raios cósmicos galácticos. Essas estrelas tem ventos muito poderosos, e ondas de choque fortes são formadas na interação com o meio interestelar, formando estruturas conhecidas como bolhas estelares. Estudos recentes sugerem que ventos de estrelas massivas contribuem para a produção galáctica de raios cósmicos, ainda que em menor escala que remanescentes de supernovas. Uma maneira de estudar a aceleração de partículas em fontes astrofísicas é por meio da emissão não-térmica que elas produzem. Em 2019, foi reportada a primeira detecção de emissão não-térmica em rádio de uma bolha estelar, G2.4+1.4, associada a uma estrela Wolf-Rayet WO2. A emissão observada é consistente com radiação síncrotron produzida por elétrons relativísticos. Essas mesmas partículas podem produzir emissão não-térmica em outros comprimentos de onda, em particular na faixa dos raios gama. Assumindo que as partículas sejam aceleradas nos choques produzidos na bolha, desenvolvemos dois modelos para estimar a emissão não-térmica produzida por elétrons e prótons: um modelo homogêneo e um modelo espacialmente estendido, seguindo a formulação clássica para bolhas estelares. Estimamos energias máximas da ordem de TeVs para elétrons e centenas de TeVs para prótons. A partir do ajuste das observações, obtemos um campo magnético elevado (250 µG). Ambos modelos preveem emissão na faixa dos raios gama. Há uma injeção de elétrons não-térmicos no meio circundante com eficiência ~3% e ~0,2%, nos modelos homogêneo e estendido, respectivamente. Também desenvolvemos um modelo geral para explorar o potencial de bolhas de estrelas de tipo O e B em acelerar partículas até altas energias. Nossos resultados indicam que os intensos ventos dessas estrelas podem acelerar partículas até centenas de TeVs e, em alguns casos, tem-se emissão potencialmente observável em raios gama.