Da Wikipédia, a enciclopédia
livre, extraio a seguinte informação, ponto de partida para um texto que já
lera há muito no Público, de TERESA SOFIA SERAFIM, com a curiosidade de leiga,
que sempre se espanta com o saber dos cientistas que nos levam por aí fora na
descoberta da ciência, a qual, um dia, os meninos terão que enfiar nas suas
cabecinhas: «O neutrino é uma partícula subatômica sem carga
elétrica e que interage com outras partículas
apenas por meio da gravidade e da força nuclear fraca (duas
das quatro forças fundamentais da
Natureza, ao lado da eletromagnética e da força nuclear
forte). É
conhecido por suas características extremas: é extremamente leve (algumas
centenas de vezes mais leve que o elétron,
existe com enorme abundância (é a segunda partícula mais abundante do Universo
conhecido, depois do fóton) e interage com a matéria de forma extremamente débil
(cerca de 65 bilhões de neutrinos atravessam cada centímetro quadrado da
superfície da Terra voltada para o Sol a cada segundo).»
Neutrino, tal como outros termos da mesma origem etimológica -
companheiro indiferente, inofensivo, pelo menos na aparência, mas útil e
necessário, como é o caso dos termos donde proveio o seu nome - neutro, neutrão, neutralidade, neutral,
neutralizar – poderemos descansar. «Neutrinos:
descoberta a origem cósmica destas partículas fantasmagóricas», o
curioso texto de TERESA SOFIA SERAFIM.
Neutrinos:
descoberta a origem cósmica destas partículas fantasmagóricas
Um observatório de neutrinos no
Pólo Sul e vários telescópios espalhados pela Terra e no espaço detectaram a
origem de neutrinos de altíssima energia. Vêm de uma galáxia activa a 4000
milhões de anos-luz.
PÚBLICO, 12 de Julho de 2018
Pela primeira vez, uma equipa internacional de cientistas – incluindo
Alessandro de Angelis que agora faz investigação em Portugal – identificou a
fonte de neutrinos de altíssima energia vindos de fora do nosso sistema solar.
De onde vêm então esses neutrinos cósmicos? De um blazar, uma galáxia activa
gigante e em forma oval com um buraco negro supermaciço no centro, situada a
cerca de 4000 milhões de anos-luz de distância da Terra. Revelada esta
sexta-feira na revista científica Science, a descoberta aconteceu graças a um observatório
nas profundezas de um glaciar na Antárctida – o IceCube – que “avisou” outros
telescópios em solo e no espaço da detecção da possível origem de neutrinos num
objecto distante através de um sistema “alerta de neutrino”.
Os neutrinos são partículas elementares muito esquivas. Têm pouca
massa, carga eléctrica nula, não são desviados da sua trajectória pelos campos
electromagnéticos e praticamente não interagem com a matéria. A cada segundo
que passa, milhares de milhões deles atravessam a Terra, e o nosso próprio
corpo, sem grandes interacções e sem darmos por isso. Daí que estas partículas
tão fugazes sejam muito
difíceis de detectar.
De vez em quando, lá os
vamos apanhando. Detectores
subterrâneos já conseguiram captar neutrinos de baixas energias vindos do Sol,
de supernovas próximas da Terra e também gerados aqui na atmosfera terrestre. Também em 2001 foi anunciado que o telescópio AMANDA (Antarctic Muon and
Neutrino Detector Array) detectou neutrinos de alta energia. Esse telescópio enterrado a 1500 metros no
gelo da Antárctida captou neutrinos atmosféricos que são criados quando os
raios cósmicos embatem na atmosfera da Terra. Isto é, uma partícula vindo do
espaço, como um protão ou um neutrão, interage com o ar da atmosfera e isso
resulta num neutrino.
Mas os neutrinos que os cientistas verdadeiramente cobiçam são os
neutrinos cósmicos de altíssima energia. Essas partículas são consideradas
mensageiros fantasmagóricos que viajam por milhares de milhões de anos-luz e transportam
informação directamente dos confins do Universo, de processos violentos e
produtores de altas energias. Esses mensageiros atravessam as estrelas, os
campos magnéticos ou galáxias sem interferências, o que também os torna
difíceis de detectar.
Em 1987, já se tinham
observado neutrinos vindos de fora do sistema solar, nomeadamente de uma
supernova próxima da Terra, mas (como foi referido) eram de baixa
energia. Foi em
2013 que o observatório subterrâneo IceCube conseguiu detectar,
pela primeira vez, os tais neutrinos cósmicos de altíssima energia. Desde
então, já oram captados 82 neutrinos de alta energia.
Totalmente operacional em
2010, esse observatório tem um quilómetro quadrado, situa-se a uma profundidade
entre 1500 e 2500 metros nos gelos da Antárctida e tem mais de cinco mil
detectores ópticos, que são sensíveis aos ténues impulsos de luz azul gerados
pelas interacções dos neutrinos com o gelo. Este “telescópio” de
neutrinos mede o fluxo de neutrinos de alta energia e tenta determinar as
fontes cósmicas que os produziram.
Já se especulava que esses
neutrinos pudessem vir do interior de “aceleradores cósmicos”, como buracos
negros, pulsares ou núcleos galácticos activos. Agora identificou-se pela
primeira vez onde terão sido criados.
Caça
à fonte do neutrino
Tudo começou a 22 de Setembro
de 2017 quando o IceCube detectou um único neutrino com uma energia muitíssimo
elevada de 290 TeV (teraelectrões-volt), o que poderia significar que este
neutrino vinha de um objecto distante muito activo. A título comparativo, o
grande acelerador de partículas LHC, no Laboratório Europeu de Física de
Partículas (CERN), na Suíça, onde já foi detectado o bosão de Higgs, está
concebido para atingir um recorde de energia de 14 TeV.
A caça à fonte dos neutrinos
funcionou praticamente em sintonia entre os telescópios na Terra e no espaço
através de um sistema de alerta quase em tempo real desencadeado quando o
IceCube detectou um neutrino de alta energia. “Como a produção de neutrinos
cósmicos é, segundo os modelos, sempre acompanhada de raios gama [fotões de
alta energia], o IceCube enviou imediatamente um ‘alerta de neutrino’ a todos
os telescópios espalhados pela Terra e pelo espaço, na esperança de que as suas
observações permitissem identificar com precisão a fonte”, explica-se num
comunicado do Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas
(LIP), instituição portuguesa que teve um investigador envolvido no trabalho.
Foi assim que o telescópio
espacial Fermi, da NASA, observou emissões de uma fonte de raios gama vinda da
mesma direcção de onde vinha o neutrino, nomeadamente o blazar TXS 0506+056.
Depois, o telescópio Fermi enviou um “telegrama astronómico” que fez com que
outros 14 telescópios apontassem na direcção da fonte observada. Em 12 horas de
observação, os telescópios de raios gama MAGIC (Major Atmospheric Gamma Imaging
Cherenkov Telescopes), nas ilhas Canárias, captaram a emissão de raios gama com
energia mil vezes superior à observada pelo Fermi.
No final, analisaram-se as
observações dos vários detectores e concluiu-se que a fonte do neutrino cósmico é
o tal blazar, no
“coração” de uma galáxia a cerca de 4000 milhões de anos-luz de distância, na
direcção da constelação Orionte. Este blazar tem jactos de luz e partículas
energéticas a velocidades próximas da velocidade da luz, e um deles está
alinhado na direcção da Terra, segundo o comunicado da Universidade de Adelaide
(Austrália).
“Os blazares, uma classe de
núcleos galácticos activos com poderosos [chamados] jactos relativísticos
apontados para perto da nossa linha de visão, são importantes fontes candidatas
de emissões de neutrinos de altíssima energia”, lê-se num
dos dois artigos científicos da Science sobre
este trabalho.
“É um resultado que vai estar nos livros de física do futuro”, reage
em comunicado Alessandro de Angelis, um dos autores do estudo que fez parte da
equipa dos telescópio Fermi e MAGIC, e agora investigador no LIP e professor
convidado do Instituto Superior Técnico de Lisboa. “Só foi possível com observações
multimensageiro, que implicam partículas diferentes. Esta é a nova astronomia
do século XXI, e este acontecimento é o segundo capítulo, nove meses depois do
evento de uma
onda gravitacional em 2017.” Alessandro de Angelis está a referir-se à detecção, a 17 de Agosto
de 2017, de uma onda gravitacional gerada pela colisão de duas estrelas de
neutrões. A primeira onda gravitacional de sempre foi detectada em Setembro de
2015.
E
os raios cósmicos?
“Esta é a primeira prova que
temos de que uma galáxia activa emite neutrinos, o que significa que em breve
poderemos começar a observar o Universo usando neutrinos, para assim
aprendermos mais sobre esses objectos de uma forma que seria impossível só com
luz”, considera Marcos Santander, da Universidade do Alabama (EUA), num
comunicado da sua instituição. E Gary Hill, outro dos autores da Universidade
de Adelaide, acrescenta: “Encontrámos não apenas a primeira prova de uma fonte
de neutrinos, mas também provas de que esta galáxia é um acelerador de raios
cósmicos.”
Esta detecção da fonte dos neutrinos pode também ajudar a resolver o
mistério da origem dos raios
cósmicos.
Descobertos em 1912 pelo físico Victor Hess e observados pela primeira vez em
1938 pelo também físico Pierre Auger, os raios cósmicos são partículas
invisíveis que bombardeiam a nossa atmosfera. Na sua maioria, os raios cósmicos
são protões ou núcleos atómicos, desviados pelos campos magnéticos que
atravessam o cosmos. Já se confirmou que os raios cósmicos mais
energéticos vieram de fora da nossa galáxia, mas não se sabe de onde. Ora, os neutrinos, que também são produzidos por
protões de elevada energia, não são desviados por campos magnéticos, podendo
assim indicar a origem dos raios cósmicos.
Os cientistas já especularam que os raios cósmicos possam vir de restos de supernovas, colisões de galáxias,
núcleos galácticos activos ou até mesmo (embora muito pouco) de blazares. Por isso, Francis Halzen, cientista na Universidade de Wisconsin-Madison
(EUA) e também no IceCube, assinala: “É
interessante que tenha havido um consenso geral na comunidade astrofísica que
considerava os blazares como fontes improváveis de raios cósmicos, e agora,
afinal, aqui estamos nós.”
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