Durante décadas, neutrinos foram tratados como algumas das partículas mais misteriosas da física moderna. Invisíveis, quase impossíveis de detectar e capazes de atravessar planetas inteiros sem sofrer alterações, eles desafiam os cientistas há anos. Mas um evento registrado em 2023 levou esse mistério a outro nível. Uma partícula fantasma com energia sem precedentes foi detectada no fundo do Mar Mediterrâneo e, desde então, pesquisadores tentam entender de onde algo tão extremo poderia ter surgido. Agora, um novo estudo aponta para uma resposta ligada aos ambientes mais violentos do Universo.
O neutrino mais energético já registrado surpreendeu os cientistas
A descoberta foi publicada na revista científica Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP) e envolve uma colaboração internacional de pesquisadores ligados ao observatório submarino KM3NeT.
O neutrino foi detectado em 13 de fevereiro de 2023 e imediatamente chamou atenção pela quantidade absurda de energia carregada pela partícula.
Segundo os cientistas, ela possuía cerca de 30 vezes mais energia do que o neutrino mais energético já registrado anteriormente.
Para se ter ideia da escala envolvida, o neutrino carregava aproximadamente 220 milhões de bilhões de elétron-volts. Isso representa algo em torno de 30 mil vezes mais energia do que a produzida pelo Grande Colisor de Hádrons (LHC), o maior acelerador de partículas já construído pela humanidade.
Os pesquisadores afirmam que seria necessário criar um acelerador com cerca de 40 mil quilômetros de extensão — praticamente a circunferência da Terra — para reproduzir artificialmente algo semelhante.
A detecção aconteceu graças ao observatório KM3NeT, instalado a cerca de 3.450 metros de profundidade no Mar Mediterrâneo.
O sistema conseguiu identificar a passagem do neutrino ao registrar um múon, partícula subatômica gerada quando neutrinos interagem ocasionalmente com a matéria.
Por que os neutrinos são chamados de partículas fantasmas
Os neutrinos ganharam o apelido de “partículas fantasmas” porque quase nunca interagem com matéria comum.
Eles não possuem carga elétrica e apresentam massa extremamente pequena, o que permite atravessar estrelas, planetas e até o corpo humano praticamente sem deixar rastros.
Trilhões dessas partículas cruzam a Terra a cada segundo sem serem percebidas. Por isso, detectar um único neutrino já é uma tarefa extremamente difícil. Detectar um com energia tão gigantesca é algo ainda mais raro.
Depois da descoberta, os cientistas iniciaram uma espécie de investigação forense espacial para tentar descobrir de onde a partícula havia vindo.
Uma das primeiras pistas surgiu justamente da ausência de sinais em outras frequências do espaço. Não foram detectadas emissões relevantes de rádio, luz visível, raios X ou raios gama na região associada ao neutrino.
Isso enfraqueceu hipóteses envolvendo eventos únicos, como explosões de supernovas ou erupções estelares.
Com isso, os pesquisadores começaram a investigar objetos capazes de produzir neutrinos continuamente em níveis extremos de energia.
Buracos negros gigantescos podem estar por trás do fenômeno
O principal candidato encontrado pelos cientistas foram os chamados blazares.
Esses fenômenos acontecem quando buracos negros supermassivos atraem enormes quantidades de matéria ao seu redor. Parte dessa energia é então expelida em jatos extremamente poderosos compostos por partículas e radiação.
O detalhe mais importante é que, nos blazares, esses jatos ficam apontados diretamente para a Terra, funcionando quase como um feixe cósmico de altíssima potência.
Segundo o estudo liderado pela pesquisadora Meriem Bendahman, os campos magnéticos extremamente intensos ao redor desses buracos negros conseguem acelerar partículas a velocidades próximas à da luz.
A equipe realizou simulações envolvendo populações inteiras de blazares para calcular se esses objetos seriam capazes de produzir neutrinos com energia semelhante à detectada em 2023.
Os modelos analisaram intensidade de campos magnéticos, distribuição energética e a chamada carga bariônica, que mede a relação entre energia transportada por prótons e elétrons.
Os pesquisadores também cruzaram informações com dados do telescópio espacial Fermi, especializado em detectar raios gama no Universo, já que neutrinos ultraenergéticos costumam surgir acompanhados desse tipo de radiação.
Após combinar todos os dados disponíveis, os cientistas concluíram que uma população realista de blazares consegue explicar a origem da partícula fantasma detectada no Mediterrâneo.
Mesmo assim, a equipe afirma que novas observações ainda serão necessárias para confirmar definitivamente a hipótese.
Se os resultados forem validados, a descoberta poderá ampliar significativamente o entendimento humano sobre como buracos negros supermassivos conseguem produzir alguns dos fenômenos mais extremos já observados no Universo.
[Fonte: Olhar digital]
