By: INTERVALO DA NOTICIAS
Texto: G1 – Imagem: Divulgação
Pela primeira vez, os cientistas determinaram a origem cósmica dos
neutrinos de maior energia, como esses capazes de quebrar átomos no gelo.
No Pólo Sul, os cientistas transformaram o gelo em um observatório que pode detectar alguns pedaços de matéria no universo.
Chamado de IceCube Neutrino Observatory (Observatório de Neutrino Cubo
de Gelo), ele foi construído diretamente no gelo abaixo do Pólo Sul.
Essencialmente, o observatório é um bloco de 1 quilômetro cúbico de gelo
cristalino cercado por sensores especializados.
Os sensores são configurados para detectar quando partículas subatômicas colidem com a Terra.
Essas partículas são frequentemente disparadas contra a Terra por
objetos cósmicos que não entendemos totalmente (como os buracos negros).
E muitas vezes atingem a Terra com uma energia tão forte que os
cientistas não sabem o que poderia tê-los impulsionado.
Os cientistas descobriram em 1912 que as partículas subatômicas - os
blocos de construção da matéria, como prótons, elétrons, múons,
neutrinos e quarks - atingem a Terra todos os dias. Mais tarde, eles
descobriram que estavam nos atingindo com uma energia que supera o poder
dos aceleradores de partículas construídos pelo homem. Algumas dessas
partículas carregam tanta energia que os cientistas ficaram intrigados
quanto a quais objetos no espaço são poderosos o suficiente para
criá-los.
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Dois estudos publicados nesta quinta-feira (12) na revista científica
"Science" mostram alguns dos mais recentes resultados de pesquisas
realizadas no observatório.
A origem dos neutrinos de maior energia
Os neutrinos são algumas destas partículas subatômicas que chegam à
Terra todos os dias. Eles não interagem muito com outras formas de
matéria. Eles chegam do espaço e costumam navegar pelo nosso planeta sem
serem percebidos e por isso são chamados de "partícula fantasma".
Mas, de vez em quando (cerca de uma a cada 100 mil vezes), um neutrino
atinge um átomo do Cubo de Gelo e o quebra, há um clarão momentâneo de
uma luz azul quando isso acontece. É esta luz que dispara os sensores do
observatório.
Um grupo de pesquisa liderado pela cientista Elisa Resconi, porta-voz
do Centro de Pesquisa Colaborativa da Universidade Técnica de Munique
(TUM), forneceu uma importante evidência de que as partículas detectadas
pelo Observatório do Cubo de Gelo no Pólo Sul se originam de uma
galáxia a quatro bilhões de anos-luz da Terra.
Para descartar outras origens com certeza, a equipe liderada por
Resconi e pelo astrônomo Paolo Padovani, do European Southern
Observatory (ESO), examinaram uma região do céu ao redor da posição que
um neutrino de alta energia atingiu o detector Cubo de gelo em 22 de
setembro de 2017.
Uma cooperação internacional envolvendo Resconi havia associado o
neutrino a um blazar conhecido com o código de catálogo TXS 0506 + 056 -
uma galáxia ativa cujo jato de partículas de alta energia aponta
diretamente para a Terra.
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Um blazar é uma gigantesca galáxia elíptica com um enorme buraco negro
girando rapidamente em seu núcleo. Uma característica marcante dos
blazares é que jatos gêmeos de partículas leves e elementares, um dos
quais está apontando para a Terra, são emitidos ao longo do eixo de
rotação do buraco negro. É um dos tópicos mais importantes em astronomia
extragaláctica.
Usando um software especialmente projetado, os cientistas vasculharam
os dados de múltiplos telescópios para caracterizar os sinais.
Inicialmente, eles encontraram 637 objetos, incluindo sete objetos
semelhantes ao blazar que poderiam ser responsáveis pelo neutrino do
Cubo de Gelo.
Após uma análise cuidadosa, apenas um dos blazares em questão foi
considerado. Este objeto se destacou como uma fonte particularmente
forte de radiação gama de alta energia durante o período de setembro de
2014 a março de 2015. Durante este período, o observatório detectou
neutrinos adicionais provenientes da mesma região, conforme revelado por
uma investigação subsequente.
"No entanto, nosso trabalho mostra conclusivamente que o perfil de
radiação do TXS 0506 + 056 combina perfeitamente com as energias dos
neutrinos, de modo que podemos excluir todas as outras fontes", diz
Paolo Padovani.
Tal como acontece com muitas descobertas na física, esta levanta mais
perguntas do que respostas. Os cientistas ainda não sabem como os
blazares realmente aceleram partículas a altas energias. Eles não sabem
se todos os blazares são capazes de fazer isso, ou apenas alguns deles. E
eles não sabem que outros objetos no universo podem produzir raios
cósmicos de alta energia.
Raios cósmicos
Outro estudo do Observatório Cubo de Gelo analisou a origem de raios
cósmicos. Desde que foram detectados pela primeira vez há mais de cem
anos, os raios cósmicos - partículas altamente energéticas que
continuamente chovem sobre a Terra do espaço - causam a dúvida: o que
cria e lança essas partículas em distâncias tão vastas? De onde eles
vêm?
Como os raios cósmicos são partículas carregadas, seus caminhos não
podem ser rastreados diretamente de volta às suas fontes, devido aos
poderosos campos magnéticos que enchem o espaço e distorcem suas
trajetórias.
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Eles são produzidos pelos mesmos poderosos aceleradores cósmicos que produzem neutrinos.
Raios cósmicos são as mais altas partículas de energia já observadas,
com energias de até cem milhões de vezes mais que as das partículas no
Grande Colisor de Hádrons do CERN, na Suíça, o mais poderoso acelerador
de partículas feito pelo homem.
Estes raios cósmicos de energia extremamente alta só podem ser criados
fora da nossa galáxia e as suas fontes permaneceram um mistério até
agora. Os cientistas haviam especulado que os objetos mais violentos do
cosmos, coisas como remanescentes de supernovas, galáxias em colisão e
núcleos energéticos de galáxias negras, conhecidos como núcleos
galácticos ativos, como os blazares, poderiam ser as fontes.
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