Imagine apanhar uma única gota de chuva e perceber que ela veio de uma tempestade do outro lado do Universo.
Foi mais ou menos essa a dimensão do que aconteceu a 13 de fevereiro de 2023, quando um detector submerso nas profundezas do Mar Mediterrâneo registou a passagem de algo quase inacreditavelmente energético: um neutrino com cerca de 220 PeV de energia, superando o recorde anterior em mais do que uma ordem de grandeza.
Os neutrinos são as partículas fantasma do Universo. Quase não têm massa, não transportam carga elétrica e interagem de forma tão fraca com a matéria comum que vários milhares de milhões deles terão atravessado o seu corpo desde que começou a ler este artigo - sem que desse por isso.
Detetar sequer um único neutrino a energias extremas exige um esforço gigantesco. É por essa razão que existe o detector KM3NeT/ARCA, ancorado no fundo do mar ao largo da costa da Sicília, usando o próprio Mediterrâneo como meio de deteção.
O sinal deixou os físicos em suspenso. Nada nos nossos catálogos de fenómenos conhecidos parecia encaixar com conforto num mensageiro com tanta energia.
Assim, a colaboração do KM3NeT fez o que qualquer bom detetive faria: partiu das pistas e reconstruiu o percurso, criando simulações e pondo hipóteses à prova até encontrar uma que coincidisse com os dados.
Neutrinos extremos e o papel dos blazares
O principal suspeito, descrito num novo artigo na Revista de Cosmologia e Física de Astropartículas, é uma classe de objetos conhecida como blazares.
Um blazar é um núcleo galáctico ativo - na prática, uma galáxia com um buraco negro supermassivo no centro - que engole material nas proximidades e lança um jato de plasma a uma velocidade próxima da velocidade da luz.
O que torna os blazares diferentes é a sua orientação: o jato aponta quase diretamente na nossa direção, o que os coloca entre os objetos mais brilhantes e mais extremos observáveis no céu.
A equipa simulou uma população realista de blazares e estimou o fluxo de neutrinos que esse conjunto produziria. Depois, comparou essas previsões com observações reais - não só do KM3NeT, mas também do Observatório de Neutrinos Cubo de Gelo, na Antárctida, e do telescópio espacial de raios gama Fermi.
O que não foi observado também conta
De forma decisiva, os investigadores olharam com atenção para aquilo que esses instrumentos não detetaram. A ausência de outros eventos comparáveis de neutrinos de energia ultraelevada impõe restrições apertadas a qualquer explicação plausível - e o modelo baseado em blazares consegue respeitá-las.
Uma pista importante também afasta a hipótese de uma única fonte dramática. Quando ocorre algo catastrófico no espaço profundo, como uma explosão ou uma erupção, é habitual surgir um clarão de luz em simultâneo em vários comprimentos de onda.
Não foi encontrado qualquer contraparte eletromagnética associada ao evento de 2023, o que empurra a interpretação para um fundo difuso: não um único objeto a fazer algo extraordinário, mas muitos objetos que, em conjunto, produzem um fluxo contínuo de partículas de energia extrema - e uma delas chegou no momento exato.
Quando o neutrino que bateu o recorde foi detetado, o KM3NeT operava com apenas 21 linhas de deteção, cerca de 10 por cento da sua dimensão final prevista. Com o detector completo em funcionamento e anos de dados pela frente, a equipa espera realizar análises muito mais robustas.
Para já, os blazares continuam a ser o suspeito número um. E, se se confirmar que conseguem mesmo acelerar partículas a energias como esta, isso reescreverá de forma profunda aquilo que julgávamos saber sobre os motores mais extremos do Universo.
Este artigo foi publicado originalmente pelo Universo Hoje. Leia o artigo original.
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