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Mistério de uma década solucionado: neutrinos de alta energia vieram de blazares

Um novo estudo publicado The Astrophysical Journal Letters coloca fim em um mistério: os neutrinos de alta energia detectados em instrumentos como o IceCube, na Antártica, vieram de blazares, para a surpresa de astrônomos que duvidavam dessa possibilidade.

Neutrinos são partículas sub-atômicas quase sem massa, que interagem bem pouco com a matéria do universo. Isso significa que elas viajam quase à velocidade da luz atravessando todos os objetos que encontram pela frente — por isso são apelidadas de partículas fantasmas.

Cientistas conhecem a origem da maior parte dos neutrinos detectados em nosso planeta. Alguns deles vem do próprio núcleo da Terra, enquanto outros são produzidos e liberados nos processos de fusão nuclear do Sol e outras estrelas.

Acontece que esses neutrinos de origem conhecida possuem uma energia específica, enquanto aqueles detectados em 2012 e 2018 são de altíssima energia. Isso era um mistério pois ninguém sabia dizer que tipo de processo físico poderia produzi-los. As suspeitas de que eles são gerados por um buraco negro "simples" se alimentando foram descartadas em 2021.

No caso da detecção de 2018, os cientistas conseguiram rastrear a origem da partícula fantasma até um blazar — um centro galáctico ativo cujo buraco negro central “vomita” uma grande quantidade de matéria e partículas de alta energia em velocidades próximas à da luz.

O IceCube, na Antártica, onde alguns dos neutrinos de alta energia foram detectados (Imagem: Reprodução/IceCube Neutrino Observatory)
O IceCube, na Antártica, onde alguns dos neutrinos de alta energia foram detectados (Imagem: Reprodução/IceCube Neutrino Observatory)

Apesar daquela descoberta, havia dúvidas sobre a possibilidade de blazares produzirem os neutrinos de alta energia detectados na Terra. Por isso, uma equipe de cientistas investigou 7 anos de dados de neutrinos encontrados pelo IceCube — o grande detector de partículas fantasmas instalado na Antártica — e os compararam com um catálogo de 3.561 blazares.

Uma vez que neutrinos não interagem com a matéria, eles não se desviam durante viagem pelo espaço. Assim, é relativamente fácil rastrear suas origens a partir da direção que o detector indica. "Com esses dados, tivemos que provar que os blazares cujas posições direcionais coincidiam com as dos neutrinos não estavam ali por acaso", disse Andrea Tramacere, um dos autores do estudo.

O estudo conseguiu encontrar blazares do catálogo que poderiam ter enviado neutrinos direto à Terra. De acordo com a equipe, a probabilidade de ocorrência aleatória é de 0,0000006%, ou seja, não há muito espaço para as dúvidas sobre a origem dos neutrinos.

Aliás, esse resultado pode ajudar a resolver outro mistério: o origem dos raios cósmicos de alta energia (prótons e núcleos atômicos) que atingem a Terra. Se os blazares podem gerar esses neutrinos e empurrá-los em direção a nosso planeta, é possível que este também seja o caso dos raios cósmicos.

Fonte: Canaltech

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