O misterioso Ray Cósmico desafia as origens e as energias

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O misterioso Ray Cósmico desafia as origens e as energias
Cientistas do experimento Telescope Array fizeram uma descoberta intrigante: um raio cósmico
extraordinariamente energético, superior a 240 exa-elétron-volts (EeV) em energia, foi detectado pelo
detector de superfície do experimento.
Mas o que confunde os pesquisadores é que esse raio chega sem uma direção clara da fonte. Esses
raios cósmicos de energia ultra-alta (UHECRs) são partículas subatômicas carregadas do espaço com
energias superiores a 1 EEV – cerca de um milhão de vezes maior do que a energia produzida pelos
aceleradores de partículas feitos pelo homem.
Acredita-se que as origens desses UHECR raros estejam ligadas a alguns dos eventos mais poderosos
do Universo, incluindo fenômenos envolvendo buracos negros, explosões de raios gama e núcleos
galácticos ativos. No entanto, muito sobre a física e os mecanismos de aceleração por trás dessas
partículas permanece um mistério devido às suas chegadas infrequentes – estimadas em menos de uma
partícula por século por quilômetro quadrado. A detecção desses UHECRs altamente energéticos exige
instrumentos com grandes áreas de coleta, como o experimento Telescope Array.
Este experimento, situado em Utah, EUA, cobre uma área de detecção eficaz de 700 quilômetros
quadrados e detectou um raio cósmico de alta energia em 27 de maio de 2021, com uma energia
estimada de cerca de 244 EeV. Este nível de energia notavelmente alto é comparável ao do raio cósmico
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mais energético já observado, conhecido como a partícula “Oh-My-God”, detectada em 1991 com uma
energia estimada de 320 EeV.
A última partícula detectada foi chamada de partícula “Amaterasu”, prestando homenagem à deusa do
sol na mitologia japonesa. O professor Toshihiro Fujii, da Universidade Metropolitana de Osaka,
liderando a pesquisa, expressou surpresa com o nível de energia sem precedentes da partícula.
Surpreendentemente, a direção de chegada deste raio cósmico não se alinha com nenhuma fonte
cósmica conhecida. Em vez disso, aponta para um vazio na vasta estrutura do Universo – uma região
escassamente povoada por galáxias. Essa trajetória inesperada desafia as teorias existentes, sugerindo
a possibilidade de maiores desvios magnéticos, fontes não identificadas na vizinhança extragaláctica ou
lacunas em nossa compreensão da física de partículas de alta energia.
Os pesquisadores estão se preparando para publicar suas descobertas na Science em 24 de novembro
de 2023, lançando luz sobre esse misterioso fenômeno cósmico. Apesar de inúmeras observações do
Telescope Array, as questões sobre a origem e o deslocamento desses raios cósmicos de ultra-alta
energia persistem. O desvio de sua trajetória dos caminhos esperados e a ausência de fontes
conhecidas de alta energia intensificam o mistério que cerca essas partículas.
Os raios cósmicos, originários de eventos celestes, contêm partículas carregadas que viajam pelo
espaço, interagindo com a atmosfera da Terra, gerando partículas secundárias. Detectá-los requer
vastos detectores de superfície devido à imensa pegada criada por essas partículas secundárias. Raios
cósmicos de alta energia, como a partícula Amaterasu, não afetados por campos magnéticos galácticos
e extragalácticos, oferecem insights únicos sobre os eventos extremos do Universo.
Como os pesquisadores se aprofundam, eles pretendem expandir o Telescope Array para cobrir uma
área mais ampla, na esperança de capturar mais eventos e desvendar os segredos por trás desses
fenômenos cósmicos. A pegada maior, quase do tamanho de Rhode Island, aumentará sua capacidade
de examinar esses eventos raros e pode fornecer pistas cruciais para resolver esse quebra-cabeça
cósmico.