Fenômenos extremos no Centro Galáctico e busca indireta de matéria escura com raios gama

Resumo

Observações astrofísicas de raios gama de altas energias desempenham um papel crucial na exploração de fenômenos não-térmicos no Universo em suas formas mais extremas e violentas. Eles também podem fornecer informações essenciais sobre fenômenos exóticos de Física de Partículas além do Modelo Padrão. Por exemplo, uma produção intensa de raios gama pode ser esperada da aniquilação de matéria escura não-bariônica em ambientes densos. Dentre todos os ambientes de alta energia da nossa galáxia, a região do Centro Galáctico é definitivamente a mais rica. Ele abriga uma grande quantidade de emissores não-térmicos, incluindo um buraco negro supermassivo, remanescentes de supernovas e nebulosas de vento pulsar, e espera-se que seja a fonte mais brilhante de raios gama provenientes da aniquilação de matéria escura no céu. A presente bolsa é solicitada para o desenvolvimento do projeto Jovens Pesquisadores em Centros Emergentes (JP-FAPESP) de mesmo título. Esse projeto propõe a criação de um grupo no IFSC-USP que introduzirá um aspecto ainda inexistente da astrofísica de altas energias no Brasil: análise de dados reais de raios gama por emissão Cherenkov com o potencial de descobertas de alto impacto nos campos de busca de matéria escura e na astrofísica do Centro Galáctico. O grupo focará na análise dos dados coletados pelo telescópio HESS e pelo telescópio espacial Fermi-LAT. HESS é um dos principais telescópios Cherenkov em atividade e o único precursor de fato do futuro CTA no hemisfério sul. Atualmente, HESS está realizando um ambicioso programa de observações a ser alcançado antes que o CTA inicie suas operações, incluindo um survey de longo prazo da região do Centro Galáctico. Esse projeto de pesquisa abre a possibilidade de o IFSC-USP ser a primeira instituição na América do Sul a participar da colaboração HESS como membro associado, e liderar alguns dos seus principais projetos de análise. (AU)