Neutrino detectado no Pólo Sul veio de acelerador cósmico

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/07/2018

Ilustração artística de um blazar, uma galáxia ativa com um buraco negro gigantesco no centro.
[Imagem: DESY]

Acelerador cósmico

À primeira vista parece mais um golpe de sorte, e dos grandes: Astrônomos capturaram um único neutrino e conseguiram identificar de onde ele veio.

Só para lembrar, o neutrino é uma partícula que virtualmente não interage com nada conhecido, podendo passar incólume por um cubo de chumbo - um metal de altíssima densidade - com uma aresta de um ano-luz, se tal coisa existisse. Assim, pescar um desses caras e ainda descobrir sua origem é um feito notável.

O neutrino veio de um acelerador cósmico localizado a 3,7 bilhões de anos-luz da Terra, um objeto celeste conhecido como blazar, um buraco negro supermassivo localizado bem no centro de uma galáxia ativa, o que compõe uma fonte de energia muito compacta e altamente variável - o objeto é conhecido como TXS 0506+056.

Ele foi detectado pelo observatório de neutrinos IceCube, instalado nas profundezas da Antártica.

Depois de encontrar fonte emissora, a equipe varreu os dados anteriores do observatório e descobriu mais uma dúzia de neutrinos com características que indicam terem vindo do mesmo lugar, o que permitiu validar a conclusão quanto ao "neutrino da sorte".

Apenas duas fontes individuais de neutrinos astrofísicos eram conhecidas até agora: O Sol e uma supernova próxima, sendo que nenhuma nova fonte havia sido descoberta nos últimos 30 anos.

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Um neutrino que chega e calha de interagir com uma molécula de gelo, produz uma partícula secundária, um múon, que se move à velocidade da luz no gelo, deixando um traço de luz azul - é essa luz que os sensores do IceCube captam.
[Imagem: Nicolle R. Fuller/NSF/IceCube]

Fonte de neutrinos

Em 2013, o observatório de neutrinos IceCube, instalado nas profundezas do gelo perto do Pólo Sul, detectou neutrinos astrofísicos de alta energia, e desde então os astrofísicos têm procurado suas fontes.

Não bastassem os 300 pesquisadores de 49 instituições ao redor do mundo que integram a colaboração IceCube, quando detectaram o novo neutrino, eles rapidamente chamaram as equipes de todos os telescópios disponíveis, no solo e no espaço, para tentar rastrear a fonte do misterioso neutrino alienígena.

O blazar foi flagrado em um "estado cintilante" justamente quando o sinal do neutrino chegou, em setembro de 2017, com emissões brilhantes em vários comprimentos de onda. As observações foram realizadas em todo o espectro eletromagnético, das ondas de rádio aos raios gama. Ou seja, não foi mesmo sorte, foi um trabalho de detetive de dimensões galácticas.

A equipe do IceCube então pesquisou os registros de neutrinos detectados durante quase dez anos antes da detecção de 2017, encontrando um excesso de eventos de neutrinos na mesma localização do blazar, mostrando que ele vem produzindo neutrinos em múltiplas explosões.

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A estrutura do IceCube, mergulhada no gelo da Antártica. No detalhe, a instalação externa do laboratório, na superfície.
[Imagem: IceCube/NSF]

Astrofísica dos neutrinos

Os pesquisadores afirmam que essa detecção inaugura um novo campo na astronomia, a astrofísica dos neutrinos, que podem trazer informações importantes sobre suas fontes, sem qualquer interferência do meio em que viajam, já que dificilmente essas partículas fundamentais interagem com alguma coisa.

O próximo desafio será aprender a ler essas informações, já que detectar a chegada de um neutrino já é, por si só, uma tarefa monumental que levou décadas para ser alcançada.

Havia grande esperança de que os neutrinos dessem pistas sobre a hipotética matéria escura, mas até agora nenhum resultado positivo foi obtido.

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