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Partícula recém-descoberta é tão energética que intriga cientistas

O experimento Telescope Array detectou sinais da partícula apelidade Amaterasu. Ela é extremamente energética e sua origem intriga pesquisadores

23 nov 2023 - 20h31
(atualizado em 24/11/2023 às 12h22)
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Uma nova partícula foi descoberta por pesquisadores da Universidade Metropolitana de Osaka e de Utah, e está intrigando os cientistas. O motivo? É que, sozinha, a partícula é um milhão de vezes mais energética do que a energia produzida nos aceleradores de partículas mais poderosos já feitos.

Foto: OSAKA METROPOLITAN UNIVERSITY/KYOTO UNI / Canaltech

Ela recebeu o apelido Amaterasu, nome da divindade do sol na mitologia japonesa — e assim como tal figura, a partícula também é misteriosa. Toshihiro Fujii, pesquisador da Universidade Metropolitana de Osaka, explica que eles ainda não sabem de onde a partícula veio e nem quais processos estão por trás dela.

Amaterasu foi detectada em 2021 pelo experimento Telescope Array, formado por mais de 500 detectores em uma área de 700 km², posicionados para identificarem raios cósmicos ultraenergéticos. Sua energia é tamanha que, inicialmente, a equipe refez os cálculos, porque pensaram que a detecção foi um erro dos instrumentos.

Representação de raios cósmicos energéticos atingindo a Terra (Imagem: Reprodução/OSAKA METROPOLITAN UNIVERSITY/KYOTO UNIVERSITY/RYUUNOSUKE TAKESHIGE)
Representação de raios cósmicos energéticos atingindo a Terra (Imagem: Reprodução/OSAKA METROPOLITAN UNIVERSITY/KYOTO UNIVERSITY/RYUUNOSUKE TAKESHIGE)
Foto: Canaltech

A surpresa não é sem motivo: a partícula tem energia de 224 exa-elétronvolts (Eev), sendo que cada Eev equivale a 10¹⁸ eletronvolts. Em outras palavras, Amaterasu tem nível de energia comparável aos 320 EeV da partícula chamada de Oh My God, detectada em 1991 nos raios cósmicos mais energéticos conhecidos.

Os raios cósmicos vêm dos eventos mais energéticos do universo, e são feitos de partículas com diferentes níveis energéticos. Quando atingem a atmosfera da Terra, eles colidem com outras partículas ali e formam uma chuva de novas partículas, as quais podem ser detectadas por instrumentos como o Telescope Array.

Segundo Fujii, Amaterasu deve indicar algum fenômeno extremamente energético no universo — mas, para descobri-lo, é preciso primeiro determinar sua origem. "Uma possibilidade é que ela foi acelerada por fenômenos extremamente energéticos, como uma explosão de raios gama ou um jato de um buraco negro supermassivo se alimentando no centro de um núcleo galáctico ativo", sugeriu ele.

A equipe de pesquisadores analisou as características deste raio cósmico e concluiu que, talvez, ele tenha vindo de algum fenômeno físico desconhecido pela ciência. "No caso da partícula Oh My God e desta nova, você reconstitui a trajetória até sua origem e não há nada energético o suficiente para produzi-la. Este é o mistério: o que está acontecendo?", observou o coautor John Matthews.

O artigo com os resultados foi publicado na revista Science.

Fonte: Science; Via: University of Utah, Space.com

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