Terra foi atingida com os fótons de maior energia já registrada

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Os raios gama, que atingiram mais de 100 ter-electronvolts (10 vezes o que o LHC pode produzir) parecem originar-se de um pulsar no coração da Nebulosa do Caranguejo. Mas os cientistas ainda não sabem exatamente o que os gerou.

Terra foi atingida com os fótons de maior energia já registrada
A Terra acabou de ser atingida pelos fótons da maior energia já registrada na Nebulosa do Caranguejo, mas os cientistas não compreendem porque. Imagem: NASA / CXC / ASU / J. Hester et al.

Astrônomos usando o experimento AS-gamma do Tibete descobriram a luz de maior energia já medida a partir de uma fonte astrofísica. Fótons fluindo da Nebulosa do Caranguejo foram recentemente medidos em energias bem acima de 100 tera-elétron-volts (TeV). Isso é um trilhão de elétron-volts, ou cerca de 10 vezes a energia máxima que o Grande Colisor de Hádrons detecta quando colide as partículas.

Os cientistas acham que a chave é um pulsar escondido no coração da Nebulosa do Caranguejo, o núcleo denso e que gira rapidamente quando uma estrela explode no que se chama uma supernova, há quase mil anos.

Na verdade, como a nebulosa está localizada a mais de 6.500 anos-luz de distância, a explosão ocorreu há cerca de 7.500 anos, mas a luz daquela explosão não atingiu a Terra até 1054 dC, quando explodiu em nossos céus noturnos como uma nova estrela brilhante, e foi avistada por astrônomos em todo o mundo.

A luz da supernova desapareceu após apenas algumas semanas, mas desde então, o detrito cresceu e se espalhou, e agora brilha maravilhosamente no céu noturno em quase todos os comprimentos de onda. Ele emite ondas de rádio de baixa energia, dispara raios gama e raios-X de alta energia, e brilha em comprimentos de onda visíveis.

Mas esta luz de energia ultra-alta é nova até para a Nebulosa do Caranguejo.

Quebrador de recordes

É difícil para os fótons de alta energia, como os raios gama, ultrapassarem a atmosfera da Terra. Em vez disso, quando os raios gama entram em partículas de ar, eles geralmente se espalham em uma chuva de outras partículas. Mas os astrônomos aprenderam a procurar por esses chuveiros, geralmente com matrizes cobrindo quilômetros, já que quando esses chuveiros atingem o solo, eles podem se espalhar por uma grande área.

O Tibet AS-gama combina 597 detectores espalhados por 65.700 metros quadrados na superfície. A aproximadamente 2,5 metros sob esta matriz estão 64 barris de concreto cheios de água que servem como detectores complementares.

A matriz maior no chão permite que os cientistas rastreiem a direção e a energia de um evento de alta energia. Os detectores de água complementam essas observações rastreando a assinatura específica de tais eventos. Isso permite aos pesquisadores distinguirem os raios gama dos raios cósmicos de alta energia, que podem produzir chuvas similares de partículas, mesmo que os raios cósmicos sejam feitos de partículas como prótons e elétrons, em vez de fótons.

Os pesquisadores coletaram dados de ambos os detectores em conjunto de fevereiro de 2014 a maio de 2017, e descobriram um total de 24 eventos maiores que 100 TeV que puderam rastrear até a Nebulosa do Caranguejo. Alguns dos eventos chegaram a incríveis 450 TeV.

Separar os eventos de raios gama dos eventos de raios cósmicos não é uma ciência perfeita, então os pesquisadores estimam que cinco ou seis de suas observações eram realmente raios cósmicos. Mas o resto deve ser real, um sinal da casa de força que se esconde dentro da Nebulosa do Caranguejo.

Partículas de muito alta energia não seriam boas para os humanos se elas realmente nos atingissem, mas uma vez que elas se fragmentam em uma cascata de outras partículas, não há perigo da radiação da Nebulosa do Caranguejo na Terra.

Não está totalmente claro como a Nebulosa do Caranguejo consegue carregar esses raios gama para essas altas energias. O pulsar no coração da nebulosa gira e envia um poderoso vento estelar, além de gerar poderosos campos magnéticos, que podem acelerar essas partículas a altas velocidades, aumentando sua energia.

Não se sabe se há um máximo de energia que os cientistas podem esperar. As novas observações sugerem o próximo desafio: encontrar raios gama petaeletronvolt, aqueles com valor de energia de 1.000 TeV.

O Tibet AS-gamma continuará procurando. No entanto, considerando que são necessários alguns anos para analisar as enormes quantidades de dados que a matriz coleta, é possível que um sinal desse tipo já tenha sido registrado e esteja simplesmente esperando para ser removido do ruído.

Espera-se que estas radiações de partículas altas se desintegrem em outras partículas. Caso contrário, tal explosão poderia se tornar fatal para a humanidade.

(Fonte)


n3m3

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