domingo, 31 de janeiro de 2021

Pesquisadores encontram o maior acelerador de partículas da galáxia

Há muito tempo que os cientistas estudam os raios cósmicos, partículas (que podem ser elétrons, prótons ou íons de elementos pesados) que viajam pelo universo quase que à velocidade da luz. Eles são criados por vários processos envolvendo grandes quantidades de energia, como a explosão de uma supernova, a fusão de duas estrelas ou por um buraco negro engolindo grandes quantidades de gás.

O nível de energia dos raios cósmicos é medido em uma unidade conhecida como electron-volt (eV). Há raios cósmicos das mais variadas intensidades, mas os cientistas notaram algo estranho: uma “quebra” na curva na faixa de 10^15 eV, a partir da qual há muito menos raios cósmicos que o esperado.

Para se ter uma ideia do nível de energia envolvido, o acelerador de partículas mais poderoso já construído, o Large Hadron Collider (LHC), consegue atingir 13 X 10^12 eV, ou 13 Tera electron-volts (TeV). Mas estes raios cósmicos de alta energia são mais de 1.000 vezes mais intensos, com níveis de energia na casa dos Peta electron-volts (PeV).

Por isso, eles acreditam que raios com menor intensidade  são produzidos por processos dentro de nossa galáxia, mas os acima deste limite vem de fora dela. O que não sabíamos até agora é de onde.

E apesar do nome, os “raios” cósmicos não viajam em linha reta como um raio de luz. Como são partículas carregadas eletricamente, eles são influenciados e desviados pelos campos magnéticos em nossa galáxia. Portanto, encontrar a resposta não é uma simples questão de traçar seu caminho de volta até uma fonte.

Primeira imagem real de um buraco negro, divulgada em abril de 2019

Para encontrar um “suspeito”, os cientistas do High Altitude Water Cherenkov Experiment (HAWC), no topo do vulcão Sierra Negra no México, procuraram por “comparsas”: eles sabem que quando raios cósmicos atingem uma nuvem de gás interestelar eles produzem raios gama. E estes viajam em linha reta, o que nos permite determinar sua origem.

Então, eles decidiram procurar por fontes de raios gama e analisar a região ao redor em busca de uma posível fonte dos raios cósmicos. E logo encontraram HAWC J1825-134, uma fonte de raios gama com energia excedendo os 200 TeV, que fica perto do centro de nossa galáxia. Para nós, ela se parece com um “borrão brilhante”, iluminado pelo que talvez seja a fonte de raios cósmicos mais poderosa da galáxia.

Embora os cientistas tivessem uma lista de possíveis fontes de raios cósmicos de alta energia na região, nenhuma delas explica o sinal encontrado. O centro da galáxia era uma possibilidade, mas está longe demais de HAWC J1825-134. Há alguns restantes de supernovas, mas elas explodiram a tempo demais para estar gerando raios cósmicos agora.

Pulsares, o núcleo de uma estrela que explodiu e agora gira em alta velocidade produzindo o que para nós parecem “pulsos” de energia, também são fontes de raios cósmicos, mas estão longe demais da fonte dos raios gama.

Surpreendentemente, a origem parece ser uma nuvem molecular, um gigantesco aglomerado de gás e poeira que ocasionalmente se contrai e dá origem a uma estrela. Dentro da nuvem os cientistas encontraram um agrupamento estrelas recém-nascidas. Mas nenhuma delas deveria ter energia suficiente para gerar raios cósmicos como estes.

Os cientistas admitem que não sabem como a nuvem está emitindo os raios. Mas de alguma forma, sem que ninguém percebesse, ela gerou algumas das partículas mais poderosas da galáxia.

Fonte: Space.com  e OLhar Digital



 

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