Um enorme observatório de neutrinos enterrado nas profundezas do gelo antártico descobriu apenas a segunda fonte extra-galáctica das partículas indescritíveis já encontradas.
Nos resultados publicado na semana passada em Ciência, a colaboração IceCube relata a detecção de neutrinos de uma “galáxia ativa” chamada NGC 1068, que fica a cerca de 47 milhões de anos-luz da Terra.
Como identificar um neutrino
Os neutrinos são partículas fundamentais muito tímidas que geralmente não interagem com mais nada. Quando foram detectados pela primeira vez na década de 1950, os físicos logo perceberam que, de certa forma, seriam ideais para a astronomia.
Como os neutrinos raramente têm algo a ver com outras partículas, eles podem viajar livremente pelo universo. No entanto, sua timidez também os torna difíceis de detectar. Para pegar o suficiente para ser útil, você precisa de um detector muito grande.
É aí que entra o IceCube. Ao longo de sete verões, de 2005 a 2011, cientistas da Estação Pólo Sul Amundsen-Scott, nos Estados Unidos, fizeram 86 buracos no gelo com uma broca de água quente. Cada buraco tem quase 2.5 quilômetros de profundidade, cerca de 60 centímetros de largura e contém 60 detectores de luz do tamanho de uma bola de basquete presos a um longo trecho de cabo.
Como isso nos ajuda a detectar neutrinos? Ocasionalmente, um neutrino esbarra em um próton ou nêutron no gelo próximo a um detector. A colisão produz uma partícula muito mais pesada chamada múon, viajando tão rápido que emite um brilho azul, que os detectores de luz podem captar.
Ao medir quando essa luz chega a diferentes detectores, a direção de onde o múon (e o neutrino) veio pode ser calculada. Olhando para as energias das partículas, verifica-se que a maioria dos neutrinos que o IceCube detecta são criados na atmosfera da Terra.
No entanto, uma pequena fração dos neutrinos vem do espaço sideral. A partir de 2022, milhares de neutrinos de algum lugar do universo distante foram identificados.
De onde vêm os neutrinos?
Eles parecem vir de maneira bastante uniforme de todas as direções, sem nenhum ponto claro óbvio aparecendo. Isso significa que deve haver muitas fontes de neutrinos por aí.
Mas quais são essas fontes? Existem muitos candidatos, objetos com sons exóticos, como galáxias ativas, quasares, blazares e explosões de raios gama.
Em 2018, a IceCube anunciou a descoberta do primeiro emissor de neutrinos de alta energia identificado: um blazar, que é um tipo particular de galáxia que está disparando um jato de partículas de alta energia na direção da Terra.
Conhecido como TXS 0506+056, o blazar foi identificado depois que IceCube viu um único neutrino de alta energia e enviou um telegrama urgente de um astrônomo. Outros telescópios se esforçaram para dar uma olhada no TXS 0506+056 e descobriram que ele também emitia muitos raios gama ao mesmo tempo.
Isso faz sentido, porque achamos que os blazares funcionam impulsionando prótons a velocidades extremas, e esses prótons de alta energia interagem com outro gás e radiação para produzir raios gama e neutrinos.
Uma galáxia ativa
O blazar foi a primeira fonte extra-galáctica já descoberta. Neste novo estudo, IceCube identificou o segundo.
Os cientistas do IceCube reexaminaram a primeira década de dados coletados, aplicando novos métodos sofisticados para obter medições mais nítidas das direções e energia dos neutrinos.
Como resultado, um ponto brilhante já interessante no brilho de neutrinos de fundo entrou em foco mais nítido. Cerca de 80 neutrinos vieram de uma galáxia bastante próxima e bem estudada chamada NGC 1068 (também conhecida como M77, pois é a 77ª entrada no famoso catálogo do século XVIII de objetos astronômicos interessantes criados pelo astrônomo francês Charles Messier).
Localizada a cerca de 47 milhões de anos-luz da Terra, a NGC 1068 é uma conhecida “galáxia ativa”, uma galáxia com um núcleo extremamente brilhante. Está cerca de 100 vezes mais perto do que o blazar TXS 0506+056, e seu ângulo em relação a nós significa que os raios gama de seu núcleo são obscurecidos de nossa visão pela poeira. No entanto, os neutrinos voam alegremente através da poeira e para o espaço.
Esta nova descoberta fornecerá uma riqueza de informações aos astrofísicos e astrônomos sobre o que exatamente está acontecendo dentro da NGC 1068. Já existem centenas de artigos tentando explicar como funciona o núcleo interno da galáxia, e os novos dados do IceCube adicionam algumas informações sobre neutrinos que ajudará a refinar esses modelos.
Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
Crédito de imagem: NASA/ESA/A. van der Hoeven
