Neutrino de Breaking Record do Deep Space Spotado pelo Telescópio submarino: WebCuriosos
Partículas de alta energia choveram na terra constantemente, mas os cientistas agora detectaram um doozy: um neutrino entrando no espaço profundo com uma energia muito maior do que qualquer coisa que vimos antes.
Em 13 de fevereiro de 2023, um detector submarino na costa da Sicília recebeu um evento de neutrino recorde. A energia da partícula foi estimada como um enorme 220 PEVELTONVOLTS (PEV)-para referência, o recordista anterior é um PEV 10 PEV.
Apenas um punhado de objetos astronômicos é capaz de acelerar partículas a energias tão extremas, como supernovas ou buracos negros. Um possível culpado pode ser um blazar – um buraco negro supermassivo particularmente ativo que está disparando um jato de radiação quase diretamente na Terra.
Mas, dado o nível de energia sem precedentes, também pode ser o primeiro neutrino cosmogênico já detectado, o que significa que nasceu de raios cósmicos interagindo com fótons da radiação de fundo que sobrou do próprio Big Bang.
Os neutrinos são partículas elementares sem carga elétrica e uma massa tão pequena que se pensava muito tempo em zero. Bilhões deles estão fluindo através de nossos corpos a cada segundo, mas eles interagem tão raramente com a matéria que nunca notamos.
O lado do flip é que isso torna os neutrinos muito difíceis de detectar. Fazer isso requer coletar um enorme volume de um meio, como água ou gelo, e assistir com milhares de 'olhos' para flashes de luz reveladores resultantes de uma cascata de interações desencadeadas por neutrinos.
O neutrino recorde foi detectado por uma das matrizes de dois quilômetros cúbicos de neutrino (KM3NET), localizados a 3.450 metros (11.320 pés) abaixo da superfície do Mar Mediterrâneo. Lá, 378 módulos, cada um contendo 31 detectores sensíveis à luz, vigiem a água circundante para o lampejo indescritível de um neutrino.
Durante o evento de 2023, mais de 28.000 fótons foram detectados como partículas produzidas pela passagem do neutrino, riscando em todo o volume do detector. O spray de partículas ocorreu quase horizontalmente, o que significa que o neutrino responsável por elas deve ter viajado por muita rocha e água na crosta da Terra antes de atingir um átomo à vista do KM3NET.
A luz em si veio de outra partícula elementar chamada Muon, que é produzida durante as interações em cascata. Estima -se que este Muon tenha uma energia de cerca de 120 pev, que é surpreendentemente alta para essas partículas. Mas isso não é nada comparado à sua partícula progenitor.
Então, o que poderia lançar um neutrino em um nível de energia tão sem precedentes? Como essas partículas não interagem muito com a matéria, elas podem percorrer longas distâncias, sem serem preocupadas, dificultando determinar exatamente de onde vieram.
A equipe investigou quatro hipóteses na região do céu de que os neutrinos vieram. A fonte era algo dentro de nossa galáxia; algo fora disso, mas ainda dentro do universo local; um evento transitório como uma explosão de raios gama; ou algo de uma galáxia distante.
Nada nessa direção realmente se encaixa nas três primeiras opções, descobriu a equipe. Isso deixou apenas fontes extragaláticas e, dessas, os buracos negros supermassivos ativos devem dominar. Dado o quão incrivelmente enérgico era esse neutrino, teria que ser uma fonte muito ativa, como um blazar.
Em seguida, os pesquisadores pesquisaram nessa região do céu em vários comprimentos de onda para identificar blazares que poderiam ser responsáveis. Uma linha de 12 foi identificada, mas o caso está longe de ser fechado.
“Dado o grande número de blazares no céu, nenhuma dessas associações pode ser considerada convincente até agora, e mais investigações serão necessárias”, escrevem os autores em um estudo sobre o evento.
Outra possibilidade é o que é conhecido como produção cosmogênica de neutrinos. Isso significa que as partículas de alta energia são geradas como resultado dos raios cósmicos interagindo com o fundo cósmico de microondas-a radiação que sobrou do big bang-ou luz de fundo entre galáxias.
Nesse caso, isso marcaria a primeira detecção conhecida de um neutrino produzido dessa maneira. Mais estudos serão necessários para resolver o mistério de uma maneira ou de outra.
A pesquisa foi publicada na revista Natureza.
