A mais de duas décadas do assombro provocado pela partícula ‘Oh-My-God’, outro visitante extremo voltou a confundir a astrofísica: a Amaterasu, detectada em 2021 pelo Telescope Array, em Utah, ostentando aproximadamente 240 exa-elétron-volts. Tal energia colossal, equivalente à cinética de uma bola de tênis veloz concentrada numa única partícula subatômica, apontava para um vazio cósmico, uma região sem qualquer fonte óbvia capaz de cuspir tamanha violência. Agora, uma equipe liderada por Kohta Murase, professor de física e astronomia da Penn State, nos Estados Unidos, propõe que o enigma pode residir num tipo de projétil até então subestimado: núcleos atômicos mais pesados que o ferro.
Batizada em homenagem à deusa do Sol na mitologia japonesa, a partícula Amaterasu integra a família dos raios cósmicos de ultra-alta energia, fenômenos cuja existência transcende o poder dos aceleradores humanos, como o Large Hadron Collider, cujas colisões são milhões de vezes menos energéticas. Desde 1962, quando o primeiro desses ‘monstros’ foi registrado, a origem e os mecanismos de aceleração desses raios persistiram como abismos conceituais na física. O trabalho inovador, que a revista *Physical Review Letters* programa publicar em 9 de junho e que o portal ScienceDaily descreveu em primeira mão, sugere que o mistério pode se dissipar ao abandonarmos a premissa de que os raios cósmicos mais potentes são, invariavelmente, prótons ou núcleos leves.
Para desvendar tal enigma, Murase e seus colaboradores — B. Theodore Zhang, Mukul Bhattacharya, Nick Ekanger e Shunsaku Horiuchi, pesquisadores com passagens pelo Instituto Yukawa de Física Teórica, em Quioto, Japão, e pela Virginia Tech, nos Estados Unidos — mergulharam em simulações computacionais de alta complexidade. Eles testaram a trajetória de partículas de diferentes massas pelo espaço intergaláctico. O resultado mais surpreendente revelou que núcleos atômicos ultrapesados demonstram uma perda de energia significativamente mais lenta do que prótons ou íons de massa intermediária, uma peculiaridade cósmica crucial.
Essa singular ‘vantagem aerodinâmica’ cósmica permitiria que tais núcleos atravessassem distâncias intergalácticas colossais, ainda atingindo a Terra com energias extremas. Fenômenos assim seriam impossíveis para partículas mais leves, que simplesmente não conseguiriam sustentar sua fúria através de bilhões de anos-luz.
O raciocínio, portanto, exige uma recalibragem estratégica na incessante caçada por essas fontes enigmáticas. ‘Não estamos afirmando que todos os raios cósmicos de ultra-alta energia são núcleos ultrapesados’, ponderou o professor Murase. Contudo, se apenas os eventos mais energéticos carregarem essa assinatura, a busca deverá se voltar para fenômenos astrofísicos capazes de forjar e ejetar átomos de ferro, níquel, ou até elementos mais densos.
As simulações, aliás, impuseram novos limites à contribuição plausível desses núcleos extremos na população total de raios cósmicos observada, refinando o mapa do que é possível no extremo do espectro energético. As fábricas naturais mais cotadas para semelhante brutalidade cósmica são mortes explosivas de estrelas massivas — colapsos que geram buracos negros ou estrelas de nêutrons fortemente magnetizadas — e fusões de pares de estrelas de nêutrons, eventos que também disparam ondas gravitacionais e rajadas de raios gama, as explosões mais energéticas do universo.
A própria Amaterasu, ao apontar para um deserto galáctico, torna-se menos desconcertante sob essa nova ótica. Isso ocorre se o mensageiro for um núcleo pesado que resistiu bravamente à perda de energia e ziguezagueou menos com os campos magnéticos, assim mascarando sua verdadeira direção de origem e desorientando os observadores terrestres.
O achado, igualmente, ilumina uma possível assimetria entre os hemisférios celestes no espectro de ultra-alta energia, uma particularidade que dados anteriores já começavam a insinuar. Se a hipótese dos núcleos ultrapesados se confirmar como a peça central do quebra-cabeça, a composição dos raios cósmicos mais extremos deve se revelar consistentemente mais pesada do que o ferro, deixando uma impressão digital inconfundível. Observatórios de próxima geração, como o AugerPrime, já em planejamento na Argentina, e o ambicioso Global Cosmic Ray Observatory, são candidatos naturais a testar essa ousada hipótese com estatísticas muito superiores às capacidades atuais.
A equipe de pesquisadores também sublinha que o arcabouço teórico em torno de explosões envolvendo buracos negros e magnetares — estrelas de nêutrons com campos magnéticos extremos e inescrutáveis — deve, agora, ganhar renovado impulso. Esses ambientes cósmicos reúnem as condições ideais de temperatura, densidade e choque necessárias para acelerar esses enigmáticos grãos ultrapesados. ‘As origens e os mecanismos de aceleração dos raios cósmicos de ultra-alta energia permanecem entre os maiores mistérios da astrofísica há mais de seis décadas’, lembrou o professor Murase, para quem a chave para a verdade pode residir não tanto no destino final da partícula, mas sim em sua natureza íntima e primordial.
A partícula Amaterasu, com seus impressionantes 240 exa-elétron-volts, agora ocupa o mesmo panteão rarefeito do lendário evento ‘Oh-My-God’ de 1991. Se a nova e audaciosa interpretação se confirmar, ela deixa de ser uma mera aberração da física para se transformar em um mensageiro coerente da indizível violência que rege os confins do universo, uma história que desafia nossa compreensão. O salto conceitual, inegavelmente, é elegante e transformador: em vez de buscar uma fonte impossível num vazio intergaláctico, talvez baste admitir que o próprio projétil era mais robusto, um viajante implacável, capaz de preservar sua fúria primordial através de abismos de bilhões de anos-luz.