Um grupo de cientistas descobriu as origens de uma partícula subatómica que viajou 3,7 mil milhões de anos-luz até à Terra. O achado está publicado na revista Science. O neutrino, partícula cósmica, foi encontrado por sensores no fundo do gelo antártico pelo detetor IceCube. Pode abrir caminho a uma nova era da investigação espacial.
Os astrónomos localizaram o neutrino de alta energia quando este rasgou o Oceano Índico, perto da costa da Antártida, e prosseguiu até atingir um núcleo atómico no gelo do continente - o que fez com que se libertassem mais partículas.
Os neutrinos são partículas subatómicas elementares emitidas por explosões estelares. Fugazes, movem-se praticamente à velocidade da luz. Para além disso, têm carga elétrica nula e pouca massa.
Vários cientistas foram capazes de localizar o neutrino numa galáxia com um buraco negro. A galáxia fica à esquerda do ombro da constelação de Orion, a cerca de quatro mil milhões de anos-luz da Terra.
Os investigadores dizem que a descoberta permitirá estudar e observar o universo de uma forma inédita. Será possível, por exemplo, localizar a origem de raios cósmicos.
"Esta identificação dá início a um novo campo da astronomia de neutrinos de alta energia, que esperamos que traga avanços incríveis para o nosso entendimento do universo e da física fundamental, incluindo como e onde estas partículas de alta energia são produzidas", disse em comunicado Doug Cowen, membro fundador da IceCube e professor de física, astronomia e astrofísica da Penn State University.
Acredita-se que a maioria das galáxias tenha buracos negros nos respetivos centros. Alguns destes buracos negros podem atrair material de forma mais rápida, um processo que envia simultaneamente fluxos de partículas altamente energéticas para o espaço. Essas galáxias designam-se blazars, embora o termo só se aplique quando uma dessas correntes é direcionada para a Terra.
Ao descobrir as origens dos neutrinos, os astrónomos podem também ter resolvido o enigma de que tipo de objetos podem criar raios cósmicos de alta energia e que ocasionalmente atingem o planeta.
Os raios cósmicos são compostos de protões e outras partículas. São quase impossíveis de localizar até à origem, na medida em que as partículas são desviadas por campos magnéticos enquanto viajam pelo espaço. No entanto, os raios cósmicos de alta energia também formam neutrinos, que viajam em linhas retas, sendo mais fáceis de localizar até à origem.
Nova era da astronomia
Os detalhes da investigação, publicados na revista Science, repartem-se por
dois trabalhos: um estudo sobre a deteção do neutrino e um estudo de
acompanhamento que determinou que a blazar produziu neutrinos em
várias explosões em 2014 e 2015.
A combinação de observações e dados, através do
espectro eletromagnético, fornecida por observatórios na Terra e no
espaço, faz deste um excelente exemplo de como a "astronomia multi-mensageiro" permite novas descobertas.
“Trabalho neste campo há quase 30 anos e encontrar uma verdadeira fonte de neutrinos é um momento incrivelmente emocionante. Agora podemos concentrar-nos noutros objetos como este, de modo a entender mais sobre estes eventos extremos de há bilhões de anos atrás, que fazem com que estas partículas corram em direção ao nosso planeta”, sublinhou.
"Esta é a primeira prova que temos de uma galáxia ativa a emitir neutrinos, o que significa que em breve começaremos a observar o universo usando neutrinos para aprender mais sobre estes objetos de formas que seriam impossíveis apenas com a luz", disse em comunicado Marcos Santander, coautor do estudo e professor assistente de física e astronomia da Universidade do Alabama.
Como foi localizado o neutrino?
A blazar que parece ter colocado o neutrino no caminho da Terra está a 3,7 mil milhões de anos-luz da Terra, ao lado do flanco esquerdo da constelação de Orion. Os cientistas do IceCube também referem neutrinos vindos do mesmo local durante 150 dias em 2014 e 2015.
O evento, que aconteceu a 22 de setembro de 2017, foi capturado pelo observatório subterrâneo IceCube, equipado com mais de cinco mil sensores de luz enterrados no gelo a uma profundidade entre 1500 e 2500 metros.De acordo com os cientistas, segundos após a partícula ser localizada o IceCube emitiu um alerta automático, criando uma corrida internacional para encontrar a origem do neutrino.
Financiado pela National Science Foundation, bem como contribuições de todo o mundo, o IceCube foi construído para detetar neutrinos de alta energia. Entrou em funcionamento no Pólo Sul em 2010. É o maior detetor desse tipo.
O detetor de partículas inspeciona o céu e deteta cerca de 200 neutrinos por dia. Porém, a maioria é de baixa energia, criada quando os raios cósmicos interagem com a atmosfera da Terra.
Em 2013, o observatório subterrâneo IceCube descobriu os primeiros neutrinos de alta energia. Desde então, observou 82 neutrinos de alta energia, mas não conseguiu localizá-los.
