Imagine conseguir apanhar uma única gota de chuva e perceber que ela veio de uma tempestade do outro lado do Universo.
Foi mais ou menos nessa escala que algo aconteceu em 13 de fevereiro de 2023, quando um detector submerso nas profundezas do Mar Mediterrâneo registrou a passagem de algo de energia quase inconcebível: um neutrino carregando cerca de 220 PeV, superando o recorde anterior em mais de uma ordem de grandeza.
Neutrinos são as partículas-fantasma do Universo. Eles têm massa quase nula, não possuem carga elétrica e interagem de forma tão fraca com a matéria comum que vários bilhões deles já terão atravessado o seu corpo desde que você começou a ler este artigo - sem que você percebesse.
Por isso, detectar sequer um único neutrino em energia extrema exige um esforço enorme. É exatamente para isso que existe o detector KM3NeT/ARCA, ancorado no fundo do mar ao largo da costa da Sicília e usando o próprio Mar Mediterrâneo como meio de detecção.
O sinal fez os físicos pararem tudo. Nada nos catálogos de eventos conhecidos parecia se encaixar com tranquilidade em uma partícula tão energética.
Então, a colaboração KM3NeT fez o que qualquer bom detetive faria: partiu das evidências e trabalhou para trás, construindo simulações e testando hipóteses até encontrar algo que combinasse.
Blazares e o neutrino de 220 PeV: o principal suspeito
O suspeito número um, descrito em um novo artigo na Revista de Cosmologia e Física de Astropartículas, é uma classe de objetos chamada blazares.
Um blazar é um núcleo galáctico ativo - essencialmente, uma galáxia com um buraco negro supermassivo no centro, devorando o material ao redor e lançando um jato de plasma a uma velocidade próxima à da luz.
O que torna os blazares especiais é a orientação: o jato aponta quase diretamente para nós, o que faz deles alguns dos objetos mais brilhantes e extremos que conseguimos observar no céu.
A equipe simulou uma população realista de blazares e calculou o fluxo de neutrinos que esse conjunto produziria. Em seguida, comparou as previsões com observações reais - não apenas do KM3NeT, mas também do detector Cubo de Gelo, na Antártica, e do Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi.
O ponto crucial é que eles também deram muita atenção ao que esses instrumentos não viram. A ausência de outros eventos comparáveis de neutrinos de energia ultra-alta impõe restrições rígidas a qualquer explicação viável - e o modelo de blazares consegue respeitar esses limites.
Por que não parece ter sido uma única fonte dramática
Uma pista importante afasta a hipótese de uma fonte única e espetacular. Quando algo catastrófico acontece no espaço profundo - como uma explosão ou um clarão - isso tende a gerar, ao mesmo tempo, um surto de luz em múltiplos comprimentos de onda.
Nada parecido com esse “companheiro” eletromagnético foi encontrado junto ao evento de 2023, o que empurra a explicação para um fundo difuso: não um objeto fazendo algo extraordinário, mas muitos objetos que, em conjunto, produzem um gotejamento constante de partículas de energia extrema - e uma delas chegou exatamente na hora certa.
Quando o neutrino recordista foi detectado, o KM3NeT operava com apenas 21 linhas de detecção, algo em torno de 10 por cento do seu tamanho total previsto. Com o detector completo em operação e anos de dados pela frente, a equipe espera análises muito mais robustas daqui para frente.
Por ora, os blazares continuam sendo o principal suspeito. E, se ficar confirmado que eles realmente conseguem acelerar partículas a energias como essa, isso reescreveria de forma profunda o que pensávamos saber sobre os motores mais extremos do Universo.
Este artigo foi publicado originalmente pelo site Universo Hoje. Leia o artigo original.
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