Partícula Amaterasu: Um novo mistério cósmico

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/11/2023

O raio cósmico de ultra-alta energia tinha uma energia estimada de 244 EeV, comparável ao raio cósmico mais energético já observado.
[Imagem: Osaka Metropolitan University/L-INSIGHT/Kyoto University/Ryuunosuke Takeshige]

Raio cósmico

Astrônomos detectaram uma emissão de raios cósmicos de ultra-alta energia, um dos raios cósmicos mais energéticos já observados até hoje. O raio cósmico foi batizado com o nome da deusa japonesa do Sol, Amaterasu.

E a observação se torna ainda mais interessante porque parece não haver nada na direção de origem desse raio cósmico que possa ser suspeito de tê-lo emitido.

"Nenhum objeto astronômico promissor que corresponda à direção de onde o raio cósmico chegou foi identificado, sugerindo possibilidades de fenômenos astronômicos desconhecidos e novas origens físicas além do Modelo Padrão," disse o professor Toshihiro Fujii, da Universidade Metropolitana de Osaka, no Japão.

Os raios cósmicos são partículas energéticas carregadas, que se acredita serem originárias de fontes galácticas e extragalácticas. Raios cósmicos com energia extremamente alta são excepcionalmente raros, mas podem atingir mais de 10¹⁸ elétron-volts ou até um exa-elétron-volt (EeV), uma energia cerca de um milhão de vezes maior do que a alcançada pelos aceleradores de partículas mais poderosos do mundo.

Chuveiros de partículas

Quando os raios cósmicos vindos do espaço incidem na atmosfera, eles colidem com as moléculas do ar, dando origem a partículas secundárias subatômicas - elétrons e pósitrons -, que caem em forma de cascatas, conhecidas como chuveiros de partículas.

Para capturar essas partículas são usados detectores especiais, geralmente formados por estações cintiladoras de superfície, cobrindo extensas áreas. É o caso do observatório usado pela equipe, chamado Telescope Array, que contém 507 cintiladores, cada um com 3 m², localizados em uma área de 1,2 km² no deserto de Utah, nos EUA.

Em 27 de maio de 2021, os pesquisadores detectaram uma partícula com um nível de energia impressionante de 244 EeV. Esse nível de energia é comparável ao do raio cósmico mais energético já observado até hoje, apelidado de partícula "Oh-Meu-Deus", detectada em 1991 com uma energia estimada de 320 EeV.

Infelizmente o telescópio não consegue obter mais informações além da energia, de modo que a partícula Amaterasu talvez seja tão misteriosa quanto a deusa japonesa que lhe dá nome. De onde ela veio? O que exatamente ela era?

"No futuro, comprometemo-nos a continuar a operar a experiência Telescope Array, à medida que embarcamos numa investigação mais detalhada sobre a fonte desta partícula extremamente energética por meio da atualização que estamos fazendo no experimento, que terá uma sensibilidade quadruplicada, denominada TAx4," disse Fujii.

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