-copy.jpg)
A versão original de essa história apareceu em Revista Quanta.
Dos 100 trilhões de neutrinos que passam por você a cada segundo, a maioria vem do Sol ou da atmosfera da Terra. Mas um punhado de partículas – aquelas que se movem muito mais rápido que o resto – viajou até aqui a partir de fontes poderosas e mais distantes. Durante décadas, os astrofísicos procuraram a origem destes neutrinos “cósmicos”. Agora, o Observatório de Neutrinos IceCube finalmente coletou um número suficiente deles para revelar padrões reveladores de onde eles vêm.
Em um artigo publicado em junho em Ciência, a equipe revelou o primeiro mapa da Via Láctea em neutrinos. (Normalmente, a nossa galáxia é mapeada com fotões, partículas de luz.) O novo mapa mostra uma névoa difusa de neutrinos cósmicos emanando de toda a Via Láctea, mas estranhamente, nenhuma fonte individual se destaca. “É um mistério”, disse Francisco Halzenque lidera o IceCube.
Os resultados seguem uma Estudo IceCube do outono passadotambém em Ciência, que foi o primeiro a conectar neutrinos cósmicos a uma fonte individual. Ele mostrou que uma grande parte dos neutrinos cósmicos detectados até agora pelo observatório vieram do coração de uma galáxia “ativa” chamada NGC 1068. No núcleo brilhante da galáxia, a matéria espirala em um buraco negro supermassivo central, de alguma forma formando neutrinos cósmicos. no processo.
“É muito gratificante”, disse Kat Scholberg, um físico de neutrinos da Duke University que não esteve envolvido na pesquisa. “Eles realmente identificaram uma galáxia. Este é o tipo de coisa que toda a comunidade astronómica de neutrinos tem tentado fazer desde sempre.”
A localização de fontes cósmicas de neutrinos abre a possibilidade de usar as partículas como uma nova sonda da física fundamental. Os pesquisadores mostraram que os neutrinos podem ser usados para abrir fissuras no modelo padrão vigente da física de partículas e até mesmo testar descrições quânticas da gravidade.
No entanto, identificar a origem de pelo menos alguns neutrinos cósmicos é apenas um primeiro passo. Pouco se sabe sobre como a atividade em torno de alguns buracos negros supermassivos gera estas partículas, e até agora as evidências apontam para múltiplos processos ou circunstâncias.
Ilustração: Merrill Sherman/Revista Quanta; imagens cortesia da Colaboração IceCube
Origem há muito procurada
Por mais abundantes que sejam, os neutrinos geralmente passam pela Terra sem deixar rastros; um detector magnificamente enorme teve que ser construído para detectar um número suficiente deles para perceber padrões nas direções de onde eles chegam. O IceCube, construído há 12 anos, consiste em cadeias de detectores com quilômetros de comprimento perfurados profundamente no gelo da Antártida. Todos os anos, o IceCube detecta cerca de uma dúzia de neutrinos cósmicos com energia tão elevada que se destacam claramente contra uma névoa de neutrinos atmosféricos e solares. Análises mais sofisticadas podem extrair candidatos adicionais a neutrinos cósmicos do restante dos dados.
Os astrofísicos sabem que tais neutrinos energéticos só poderiam surgir quando núcleos atômicos em movimento rápido, conhecidos como raios cósmicos, colidem com material em algum lugar do espaço. E muito poucos lugares no universo têm campos magnéticos fortes o suficiente para levar os raios cósmicos a energias suficientes. Explosões de raios gama, flashes de luz ultrabrilhantes que ocorrem quando algumas estrelas se transformam em supernovas ou quando estrelas de nêutrons espiralam umas nas outras, foram consideradas por muito tempo uma das opções mais plausíveis. A única alternativa real eram os núcleos galácticos ativos, ou AGNs – galáxias cujos buracos negros supermassivos centrais expelem partículas e radiação à medida que a matéria entra.
