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10/11/2007

Cientistas apresentam nova teoria sobre raios cósmicos ultra-energéticos

The New York Times
Dennis Overbye
Elas são as mais empolgantes partículas de matéria do universo. São capazes de cruzar o espaço por milhões de anos, praticamente à velocidade da luz, e com uma energia milhões de vezes superior àquela produzida pelos maiores aceleradores de partículas da Terra, antes de finalmente chocarem-se com a atmosfera terrestre, perecendo em uma chuva de traços microscópicos.

Desde que estes raios cósmicos ultra-energéticos, como são conhecidos, foram observados pela primeira vez em 1963, os físicos e os astrônomos coçavam as cabeças desnorteados, sem saber de onde eles vinham e que processos colossais seriam capazes de produzir tamanha energia, e chegando até a se perguntar se tais raios seriam de fato reais.

Agora 370 cientistas e engenheiros de 17 países que integram um grupo conhecido como Pierre Auger Collaboration afirmam que finalmente existem evidências que conduzem a uma resposta para este mistério: a origem destes raios estaria em buracos negros super-maciços, localizados no centro de diversas galáxias, que esmagam e aniquilam estrelas e gases e expelem jatos de radiação e partículas subatômicas no espaço intergaláctico.

Usando um novo conjunto de detectores de raios cósmicos conhecido como Observatório Pierre Auger, que se estende por uma área equivalente ao Estado norte-americano de Rhode Island (aproximadamente 4.000 km²) perto de Malargue, nos pampas da Argentina, os cientistas rastrearam alguns dos raios cósmicos de maior energia, determinando que eles se originam nas vizinhanças de galáxias próximas repletas de buracos negros em atividade, as chamadas galáxias ativas.

O trabalho foi publicado na sexta-feira (09/11) no periódico "Science".

"Começou a era da astronomia de raios cósmicos", anunciou James Cronin, físico da Universidade de Chicago, ganhador do Prêmio Nobel e co-fundador do Observatório Pierre Auger.

"Estamos apenas começando", acrescentou ele em uma entrevista.

Cada um dos raios cósmicos estudados possui uma energia superior a 57 bilhões de bilhões (o número 57 seguido de 18 zeros) de elétron-volts, aproximadamente a energia de uma bola de tênis atingida com bastante força. A título de comparação, o Grande Colisor de Hádrons da Centro Europeu de Pesquisa Nuclear (Cern), perto de Genebra, será capaz de acelerar prótons até que estes atinjam uma energia de sete trilhões (o número sete seguido de doze zeros) de elétron-volts, quando começar a funcionar no próximo verão.

"Tais energias são tão extremas que só poderiam surgir nos locais mais violentos do universo", escreveram os autores do relatório.

Cronin e outros advertiram que, como essas galáxias ativas indicam a distribuição geral de matéria no universo local, os raios cósmicos poderiam se originar em outros objetos, mas a conhecida tendência violenta dos buracos negros faz deles os principais suspeitos. Segundo Cronin, o fato importante é que pela primeira vez os pesquisadores demonstraram que raios de alta energia não se originam uniformemente de todas as direções do céu.

Até então, os raios cósmicos, que freqüentemente são partículas eletricamente carregadas como prótons ou núcleos atômicos, pareciam vir de todas as partes. Como os campos magnéticos curvam as trajetórias das partículas carregadas depois que estas são expelidas pelo Sol ou algumas estrelas distantes em processo de explosão, elas vagam pelo espaço sideral em rotas curvas e serpenteantes, apagando assim a direção das suas origens. Elas movem-se sob a influência de campos magnéticos galácticos, e até mesmo intergalácticos, antes de chocarem-se contra a nossa atmosfera, provocando uma chuva de outras partículas que acabam ativando detectores instalados no solo.

Mas os raios cósmicos ultra-energéticos possuem tanta energia que os campos magnéticos pouco os afetam. A galáxia é incapaz de contê-los. Como conseqüência, quando atingem a Terra, eles devem apontar com uma precisão de alguns graus para os seus pontos de origem, de maneira análoga às balas disparadas por armas de fogo.

O estudo dessas radiações é dificultado pelo fato de elas serem bastante raras; calcula-se que apenas um raio deste tipo cai a cada século sobre áreas de 1,3 km² no nosso planeta (ou, na linguagem resumida dos cientistas, um raio por século por 1,3 km²).

O observatório começou a coletar dados em 2004 e, desde então, registrou um milhão de raios cósmicos, incluindo 80 de alta energia. A instituição espera construir um observatório similar no Estado do Colorado para dar início à astronomia de raios cósmicos no Hemisfério Norte. UOL

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