"Mensageiros Cósmicos" - Fontes de Mistério Detectadas de Partículas Fantasma dos Ambientes Mais Extremos do Cosmos - Olho Solitário
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"Mensageiros Cósmicos" - Fontes de Mistério Detectadas de Partículas Fantasma dos Ambientes Mais Extremos do Cosmos

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"Um mistério cósmico de imensas proporções, uma vez aparentemente à beira da solução, aprofundou-se e deixou astrônomos e astrofísicos mais desconcertados do que nunca. O ponto crucial ... é que a vasta maioria da massa do universo parece estar faltando."

Uma equipe internacional de cientistas, com contribuições importantes de pesquisadores da Universidade de Maryland, encontrou a primeira evidência de uma fonte de neutrinos cósmicos de alta energia, partículas subatômicas fantasmas que viajam para a Terra sem obstáculos por bilhões de anos-luz dos ambientes mais extremos. no universo. Neutrinos têm carga zero, raio zero e muito possivelmente massa zero.


As observações, feitas inicialmente pelo IceCube Neutrino Observatory na Estação Amundsen-Scott South Pole Station e confirmadas por telescópios terrestres e espaciais ao redor do globo, ajudam a resolver um enigma centenário sobre o que envia partículas subatômicas, como neutrinos e prótons. através do universo. O esforço coordenado contou com um sistema de alerta que os pesquisadores do UMD desempenharam um papel de liderança no desenvolvimento.

Dois artigos publicados em 13 de julho na Science fornecem evidências de que partículas energéticas podem se originar de jatos expelidos de buracos negros supermassivos - objetos astrofísicos apelidados de blazars por causa da luz brilhante que eles emitem em direção à Terra. Um blazar, designado TXS 0506 + 056 por astrônomos, foi apontado como uma possível fonte após um alerta automatizado enviado ao redor do mundo pela IceCube em 22 de setembro de 2017.

Equipado com um sistema de alerta quase em tempo real - desenvolvido em parte por pesquisadores da UMD e desencadeado por um único neutrino de alta energia colidindo com um núcleo atômico no gelo da Antártida dentro ou perto dos detectores do IceCube - o experimento IceCube transmitiu as coordenadas de onde o neutrino de 22 de setembro provavelmente veio. Dois observatórios de raios gama, o Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi e o Telescópio Cherenkov, ou MAGIC, nas Ilhas Canárias, detectaram uma explosão de raios gama de alta energia que também pareciam vir do TXS 0506 + 056 , uma convergência de observações que convincentemente implicaram o blazar como a fonte mais provável.

"Este resultado realmente destaca a importância de adotar uma abordagem multimessenger a essas buscas", disse Erik Blaufuss, pesquisador do Departamento de Física da UMD que liderou o esforço ao longo dos últimos anos para criar e implantar o sistema de alerta de eventos de alta energia do IceCube. . "Qualquer observação feita sozinha provavelmente não nos deixaria juntar o que realmente está acontecendo dentro dessa fonte."

O Fermi foi o primeiro telescópio a identificar a atividade de raios gama aumentada do TXS 0506 + 056 dentro de 0,06 graus da direção do neutrino IceCube. Em uma década de observações de Fermi desta fonte, este foi o mais forte dos raios gama, os fótons de maior energia. Um acompanhamento posterior do MAGIC detectou raios gama de energias ainda mais altas, e observações de outros instrumentos - incluindo telescópios ópticos, de rádio e de raios X - reforçaram o caso do TXS 0506 + 056 como a fonte do 22 de setembro. neutrino.

O resultado demonstra a vantagem de combinar os sinais de diferentes mensageiros cósmicos, como neutrinos e fótons. "A era da astrofísica multimídia está aqui", diz France Córdova, diretora da National Science Foundation. "Cada mensageiro - de radiação eletromagnética, ondas gravitacionais e agora neutrinos - nos dá uma compreensão mais completa do universo, e importantes novos insights sobre os objetos e eventos mais poderosos no céu. Tais avanços só são possíveis através de um longo compromisso de longo prazo com pesquisa fundamental e investimento em excelentes instalações de pesquisa. "

Desde que foram detectados pela primeira vez há mais de cem anos, os raios cósmicos - partículas altamente energéticas que continuamente caem da Terra no espaço - têm levantado questões duradouras: o que cria e lança essas partículas em distâncias tão vastas? De onde eles vêm?

Como os raios cósmicos são partículas carregadas, seus caminhos são dobrados pelos campos magnéticos que preenchem o espaço. Mas os poderosos aceleradores cósmicos que os produzem também produzem neutrinos, que não são carregados e, portanto, não são afetados nem mesmo pelos campos magnéticos mais poderosos. Como eles raramente interagem com a matéria e quase não têm massa, os neutrinos se deslocam quase imperturbados de sua criação, dando aos cientistas um indicador quase direto de sua fonte.

Detectar os neutrinos de maior energia requer um detector de partículas massivo, e o IceCube é, em volume, o maior do mundo. Abrangendo um quilômetro cúbico de gelo profundo e cristalino a uma milha abaixo da superfície no Pólo Sul, o detector é composto por mais de 5.000 sensores de luz dispostos em uma grade. Quando um neutrino interage com o núcleo de um átomo, ele cria uma partícula carregada secundária, que, por sua vez, produz um cone característico de luz azul que é detectado pelo IceCube e mapeado através da grade de câmeras sensíveis do detector. Como uma partícula carregada e a luz que ela cria permanecem essencialmente fiéis à direção do neutrino, elas dão aos cientistas um caminho para seguir de volta à fonte.

Partículas de particular interesse para a equipe do IceCube têm um efeito mais energético. O neutrino que alertou os telescópios ao redor do mundo tinha uma energia de aproximadamente 300 TeV. (A energia dos prótons circulando no anel de 26,7 quilômetros do Large Hadron Collider é de 6,5 TeV.)

Após a detecção de 22 de setembro, a equipe IceCube rapidamente vasculhou os dados de arquivamento do detector e descobriu uma explosão de mais de uma dúzia de neutrinos astrofísicos detectados no final de 2014 e início de 2015, coincidente com o mesmo blazar, TXS 0506 + 056. Esta observação independente fortalece grandemente a detecção inicial de um único neutrino de alta energia e adiciona a um crescente corpo de dados que indica que o TXS 0506 + 056 é o primeiro acelerador conhecido dos neutrinos de energia mais alta e raios cósmicos.

The Daily Galaxy via Universidade de Maryland

Fonte: http://www.dailygalaxy.com


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Lúcio Soares

Gosto de pesquisar sobre variados assuntos e principalmente aqueles que a grande mídia não divulga. Desde o inicio com o Blog Olho Solitário tenho aprendido muito e sei que na busca da verdade não estamos sozinhos.

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