Uma equipe internacional de cientistas identificou buracos negros supermassivos como a provável origem da partícula fantasma mais energética já registrada na Terra. O neutrino detectado possui energia 30 vezes superior ao recorde anterior, desafiando os limites da física conhecida.
Neutrinos são chamados de partículas fantasmas por não terem carga elétrica e possuírem massa quase nula. Eles atravessam a matéria sem interagir, com cerca de 100 trilhões passando pelo corpo humano a cada segundo sem deixar rastros.
O neutrino recordista foi detectado em 13 de fevereiro de 2023 pelo telescópio submarino KM3NeT, instalado a 3.450 metros de profundidade no mar Mediterrâneo. Sua energia de 220 milhões de bilhões de elétron-volts supera em 30 mil vezes a capacidade do Grande Colisor de Hádrons.
Os pesquisadores associaram a partícula a blazares, um tipo de quasar cujos jatos de radiação e partículas são direcionados para a Terra. Esses objetos cósmicos funcionam como aceleradores naturais de partículas, emitindo energia com intensidade extrema.
Para alcançar tal energia, o LHC precisaria ser expandido dos atuais 27 quilômetros para 40 mil quilômetros, equivalente à circunferência da Terra. A descoberta reforça a conexão entre buracos negros supermassivos e as partículas mais energéticas do universo.
A pesquisadora Meriem Bendahman, da colaboração KM3NeT, explicou que partículas com essa energia podem surgir da interação de raios cósmicos ultra-energéticos com a radiação cósmica de fundo. Blazares também são considerados possíveis fontes desses eventos extremos.
A equipe conduziu uma investigação detalhada, analisando a ausência de sinais eletromagnéticos na região de origem do neutrino. A falta de emissões em rádio, óptico, raios X ou gama descartou eventos explosivos pontuais como supernovas.
Os cientistas consideraram um fluxo difuso de neutrinos, com contribuições de múltiplos objetos celestes. Simulações de uma população realista de blazares foram realizadas, variando parâmetros como carga bariônica e distribuição de energia entre prótons e elétrons.
O modelo respeitou restrições observacionais, incluindo a raridade de neutrinos tão energéticos detectados pelo KM3NeT e pelo observatório IceCube. Também foi verificado que a produção de neutrinos não geraria excesso de raios gama acima do fundo extragaláctico medido pelo telescópio Fermi.
Os resultados indicam que blazares com parâmetros fisicamente consistentes podem explicar o evento sem violar observações existentes. A descoberta foi publicada no Journal of Cosmology and Astroparticle Physics e reportada pelo Space.com.
Bendahman destacou que o caso ainda requer mais dados observacionais para confirmação. Se comprovada a origem em blazares, os cientistas terão uma nova ferramenta para estudar como esses objetos emitem partículas em energias além do previsto.
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