Os cientistas descobriram uma partícula "fantasma" de alta energia e incrivelmente pequena, chamada neutrino, voando através do gelo antártico e rastreando suas origens de volta a um blazar específico, anunciaram hoje, 12 de julho.
Os físicos estão muito entusiasmados com o trabalho de detetive que lhes contou sobre o local de nascimento do neutrino. Mas o que diabos é um neutrino de qualquer maneira, e por que importa de onde a coisa veio?
Um neutrino é uma partícula subatômica tão pequena quanto um elétron, mas sem nenhuma carga. Os cientistas sabem que os neutrinos têm um pouquinho de massa, mas não conseguem determinar exatamente quão pouco. O resultado é que os neutrinos tendem a acalmar outras questões: eles não interagem com o ambiente ao redor com frequência, o que dificulta a identificação dos cientistas. [Rastreando um neutrino até sua fonte: a descoberta em imagens]
No entanto, eles estão por toda parte - seu corpo é atacado por cerca de 100 trilhões de neutrinos a cada segundo. E os cientistas pensam que as partículas estranhas podem ser a chave para alguns dos maiores mistérios sobre o universo, incluindo por que a matéria venceu a antimatéria logo após o Big Bang.
"Os neutrinos são incríveis", disse Kate Scholberg, física de partículas da Duke University, na Carolina do Norte, ao Space.com. Ela é tendenciosa, já que passou a carreira estudando pequenas coisas, mas isso não a faz mal. "Temos que entendê-los, se queremos entender tudo".
A nova pesquisa é um pequeno passo para os cientistas que desejam fazer exatamente isso. A descoberta começou no Observatório IceCube Neutrino, perto do Polo Sul, em setembro. Nas profundezas da camada de gelo da Antártica, uma grade de detectores traçava o caminho de um único neutrino em 3D.
O caminho era suficientemente claro para que os físicos pudessem seguir a jornada do neutrino para trás em uma linha reta através do universo. Em menos de um minuto, eles pediram aos astrônomos de todo o mundo que girassem seus telescópios para aquela região do céu e observassem se viam algo intrigante. E certamente o fizeram - havia um blazar, uma fonte maciça de luz de alta energia chamada raios gama, exatamente na mesma vizinhança, e os cientistas conseguiram confirmar o blazar como fonte do neutrino.
O processo foi possível porque os neutrinos, como fótons de luz, podem atravessar distâncias extremamente grandes no universo em linhas retas, sem serem retirados do curso. Outros tipos de partículas de alta energia não podem fazer isso porque são carregados. "Eles vêm mexidos aqui", disse Greg Sullivan, físico da Universidade de Maryland que trabalha com o Observatório IceCube Neutrino e que estava envolvido na nova pesquisa, à Space.com. "Não podemos rastreá-los de volta de onde eles vêm".
O desafio irrita os cientistas há cerca de um século, pois significa que eles não conseguem identificar que tipo de objetos criam que tipo de partícula altamente carregada. A frustração motivou os cientistas a abrir o IceCube, o único detector de neutrinos grande o suficiente para capturar as partículas de energia incrivelmente alta nascidas além da nossa galáxia, em 2010.
"Os neutrinos mantiveram a promessa por algum tempo de serem capazes de mapear o céu como se fosse com luz, mas com energias mais altas", disse Sullivan. "Podemos fazer perguntas ou tentar responder a perguntas que você não poderia de outra forma."
Os neutrinos de baixa energia já estão sendo aproveitados pelos astrônomos por meio de uma rede administrada por Scholberg que espera usar uma explosão de neutrinos para detectar a próxima supernova de colapso do núcleo na Via Láctea.
Essa supernova foi observada pela última vez em 1987, antes da existência de detectores modernos de neutrinos. Mas quando o próximo explodir, Scholberg e seus colegas querem usar o surto de neutrinos para alertar os astrônomos a tempo de captar a assinatura da luz. Os próprios neutrinos também contariam aos cientistas o que estava acontecendo durante o evento. "Você pode ver um buraco negro nascendo nos neutrinos", disse Scholberg.
Isso, como a nova pesquisa do blazar, seria um avanço no que os cientistas chamam de astronomia multimessenger, que usa duas ou mais categorias diferentes de dados, como fótons de luz, neutrinos e ondas gravitacionais. Mais tipos de dados significam mais informações gerais sobre o que aconteceu.
"É como um grande quebra-cabeça e estamos tentando preencher as peças", disse Sullivan. "Ao ver a imagem em diferentes energias e diferentes partículas, podemos realmente tentar entender a física do que está acontecendo".
Mas Sullivan e seus colegas não se contentam em parar no anúncio de hoje. "Este é apenas o primeiro passo", disse ele, acrescentando que os físicos esperam construir um detector de neutrinos ainda maior que o IceCube. "Temos muito mais por aí para aprender e ver."
