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Pico de Matéria Escura e amplificação do fluxo de raios gama em torno do buraco negro no Centro Galáctico.

Processo: 24/01381-2
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de outubro de 2024
Vigência (Término): 31 de janeiro de 2026
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Astronomia - Astrofísica do Meio Interestelar
Pesquisador responsável:Aion da Escóssia Melo Viana
Beneficiário:Murillo Gregorio Grefener da Silva
Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:19/14893-3 - Fenômenos extremos no Centro Galáctico e busca indireta de matéria escura com raios gama, AP.JP
Assunto(s):Centro galáctico   Matéria escura   Radiação não térmica   Astrofísica de partículas
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Buraco negro | Centro Galáctico | matéria escura | Radiação não-térmica | Sagittarius A* | Telescópios de raio gama | Astrofísica de Partículas

Resumo

Atualmente, existe um entendimento amplamente aceito de que o componente predominante da densidade de matéria do Universo é um constituinte enigmático referido como Matéria Escura (ME). Esta forma elusiva de matéria acredita-se que consiste em uma partícula elementar nova que é neutra, estável e não-bariônica por natureza. Em regiões densas do Universo, a ME pode passar por processos de auto-aniquilação ou decaimento, produzindo assinaturas distintivas de raios gama. Particularmente, as galáxias anãs, aglomerados de galáxias e o Centro Galáctico são excelentes candidatos para hospedar tais sinais substanciais de raios gama de altas energias. O crescimento adiabático de um buraco negro no centro de alguns desses objetos pode resultar em um aumento notável na densidade de matéria escura na proximidade do buraco, consequentemente levando a um aumento substancial no fluxo esperado de raios gama. Notavelmente, dentro da Via-Láctea, a região central abriga um buraco negro supermassivo ("SMBH") conhecido como Sagitário (Sgr) A* além de uma fonte observável de raios gama chamada J1745-290, que possui uma posição compatível com o SMBH. O principal objetivo deste projeto é avaliar se a formação de um pico adiabático no Centro Galáctico e o efeito de amplificação (ou "boost") da auto-aniquilação de ME em torno de Sgr A* podem explicar sozinhos a fonte observada de raios gama nesta região, ou se, ao invés disso, uma combinação de auto-aniquilação de ME mais uma emissão de fundo por outros modelos radiativos não-térmicos é necessária. Uma atenção especial será dada à aprendizagem de softwares astronômicos avançados para lidar com dados de raios gama, como Astropy, Gammapy, Fermipy, e bibliotecas numéricas que podem gerar radiação não-térmica a partir de uma população de partículas relativísticas, como Naima ou Gamera. Estes softwares serão utilizados para analisar e realizar um ajuste estatístico completo de diferentes modelos de física de partículas e astrofísica aos dados reais dos telescópios Fermi-LAT e H.E.S.S. do Centro Galáctico.

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