Ao longo dos anos, os cientistas conseguiram revelar a existência de partículas bastante interessantes, impulsionando todo o campo da física a cada descoberta. Existe a “partícula divina”, por exemplo, também conhecida como bóson de Higgs, que dá massa a todas as outras partículas. Há também o chamado “Oh meu Deus!” Uma partícula, um raio cósmico de energia inimaginável.
Mas agora temos uma nova partícula na cidade. É chamada de partícula da “Deusa do Sol” e é apropriadamente extraordinária.
Esta partícula tem um nível de energia um milhão de vezes maior do que o que pode ser gerado até mesmo pelos mais poderosos aceleradores de partículas humanos; Parece ter caído no chão numa chuva de outras partículas menos energéticas. Tipo “Oh meu Deus!” Partículas, esses bits vêm de regiões distantes do espaço e são conhecidos como Raios cósmicos. A partícula foi chamada de “Amaterasu” em homenagem a Amaterasu Omikami, a deusa do sol e do universo na mitologia japonesa, cujo nome significa “brilhante no céu”.
Assim como seu nome lendário está envolto em mistério, o mesmo acontece com a partícula Amaterasu. Seus descobridores, incluindo o pesquisador da Universidade Metropolitana de Osaka, Toshihiro Fujii, não sabem de onde veio a partícula ou o que ela realmente é. Eles também ainda não tinham certeza de que tipo de processo violento e poderoso poderia dar origem a algo tão vital como o Amaterasu.
“Esta é a partícula carregada mais energética já detectada pelo experimento Telescope Array”, disse Fujii ao Space.com.
A esperança é que, assim como Amaterasu é creditado por ter criado o Japão na tradição xintoísta, as partículas de Amaterasu possam ajudar a criar um ramo inteiramente novo da astrofísica de altas energias.
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“Oh meu Deus!” partícula
Os raios cósmicos de alta energia são inicialmente extremamente raros, mas Fujii disse que a partícula Amaterasu tem um nível de energia não visto em 30 anos de descobertas de raios cósmicos.
Na verdade, quando os investigadores descobriram Amaterasu utilizando a experiência Telescope Array – que envolve 507 detectores espalhados por 270 milhas quadradas (699 quilómetros quadrados) de deserto no condado de Millard, Utah – inicialmente pensaram que a descoberta devia ser algo errado.
“Achei que seria minha culpa ou uma falha e, depois de verificar os detalhes do evento, fiquei animado ao descobrir que não era um bug”, disse Fujii.
A partícula Amaterasu foi observada pela primeira vez pelo experimento Telescope Array em 27 de maio de 2021 e exibe uma energia de 224 exaeletronvolts (EeV). Para a competição, um EeV equivale a 10¹⁸ elétron-volts. Isso coloca Amaterasu em um nível de energia comparável aos raios cósmicos mais energéticos já detectados – sim, isso é um “Oh meu Deus!” A partícula foi descoberta em outubro de 1991 pela câmera Fly’s Eye em Dugway Proving Ground, Utah. Este último tinha uma energia de 320 MeV.
“A partícula Amaterasu deveria ser um importante mensageiro do universo sobre fenômenos altamente energéticos, mas precisamos resolver a origem dessa partícula misteriosa”, explicou Fujii.
Não existe nenhum objeto astrofísico, ou qualquer evento cósmico, na direção de onde a partícula da Deusa Sol parece ter vindo. Por esta razão, os cientistas não têm certeza do que levou à sua criação. No entanto, embora as origens da partícula Amaterasu possam ser atualmente desconhecidas, Fujii tem alguns caminhos de investigação a seguir. Mais importante ainda, algumas destas ideias poderiam ir além do Modelo Padrão da física de partículas, o nosso melhor modelo para o zoológico do universo e como cada uma dessas partículas interage umas com as outras.
“Uma possibilidade é que a partícula tenha sido acelerada por fenômenos muito energéticos, como uma explosão de raios gama ou um jato de um buraco negro supermassivo alimentando o centro de núcleos galácticos ativos”, disse Fujii. “Outra possibilidade é a criação num cenário exótico, como o decaimento de matéria escura extremamente pesada – uma nova partícula, de física desconhecida fora do Modelo Padrão.”
A equipe tem rastreado raios cósmicos usando o Telescope Array Experiment em Utah desde 2008, e agora continuará a fazê-lo com a sensibilidade quatro vezes melhorada do projeto recém-atualizado. Eles também esperam que outros observatórios da próxima geração se envolvam no trabalho de raios cósmicos para ajudar os cientistas a embarcarem numa investigação mais detalhada da partícula Amaterasu.
“Pessoalmente, estou entusiasmado por ter encontrado um novo quebra-cabeça para a ciência resolver”, concluiu Fujii.
A pesquisa da equipe será publicada no dia 24 de novembro na revista Science.
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