A colaboração LHAASO, que opera o maior observatório de raios cósmicos do mundo em altitude na China, publicou na revista Physical Review Letters a primeira evidência direta de aceleração de raios cósmicos por remanescentes de supernovas até energias sub-PeV.
O estudo analisou o remanescente IC 443, conhecido como Nebulosa da Medusa, localizado a 5 mil anos-luz da Terra na constelação de Gêmeos. Os raios cósmicos que chegam ao planeta possuem energias que variam de milhões a bilhões de bilhões de elétron-volts, e sua origem sempre intrigou os cientistas.
As partículas carregadas são desviadas por campos magnéticos galácticos, o que dificulta rastrear suas fontes. Existem duas hipóteses principais para a produção dos raios gama observados: elétrons de alta energia interagindo com fótons do ambiente ou prótons colidindo com nuvens moleculares densas.
O observatório LHAASO conseguiu distinguir esses cenários ao analisar o espectro de energia dos raios gama de IC 443. Segundo o portal phys.org, os pesquisadores detectaram um ressalto característico no espectro, compatível com o decaimento de píons neutros.
Esse resultado fornece evidência de que choques do remanescente da supernova aceleram prótons a energias sub-PeV. A descoberta reforça a hipótese de que remanescentes de supernovas são uma classe de fontes dos raios cósmicos galácticos, confirmando previsões teóricas de décadas.
Ainda que as energias observadas estejam uma ordem de grandeza abaixo do chamado joelho na curva espectral, não foi detectado corte. Isso indica que o processo pode ir além. O remanescente IC 443, com cerca de 30 mil anos desde sua explosão, continua se expandindo e interagindo com nuvens moleculares ao redor.
As ondas de choque resultantes varrem gás e poeira, criando as condições para a aceleração de partículas. O estudo, que envolve centenas de cientistas da colaboração LHAASO, representa um avanço significativo para a astrofísica de partículas.
A China consolida liderança na área com o observatório, situado a 4.410 metros de altitude na província de Sichuan. O complexo utiliza detectores de superfície e subterrâneos para capturar chuveiros atmosféricos gerados por raios gama e cósmicos.
Os resultados abrem caminho para investigações mais profundas sobre os limites energéticos das supernovas como aceleradoras. Também podem ajudar a desvendar outras fontes de raios cósmicos de energias ainda mais altas, como os misteriosos tornozelos observados na curva espectral.
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