Neutrinos | Via Láctea é mapeada por "partículas fantasma" pela 1ª vez
Por Daniele Cavalcante • Editado por Patricia Gnipper |
Pela primeira vez, uma equipe internacional de cientistas encontrou evidências da emissão de neutrinos de alta energia na Via Láctea. O resultado foi um novo mapa de nossa galáxia, dessa vez “desenhado” pelas famosas “partículas fantasma”.
- 6 curiosidades surpreendentes sobre neutrinos, as "partículas fantasmas"
- Oceano Pacífico poderia ser usado como detector de neutrinos
A Via Láctea já foi mapeada por diferentes tipos de emissões de luz, em especial a luz visível, rádio e raios gama. Agora, com o novo trabalho realizado no detector IceCube, os cientistas apresentaram o primeiro mapa da distribuição de neutrinos em nossa galáxia.
“Esta é a primeira vez que vemos nossa própria galáxia em algo diferente da luz”, disse Naoko Kurahashi Neilson, professor de física na Drexel University, na Filadélfia. Ao lado de mais de 350 colaboradores, ele analisou os dados do IceCube e descreveram suas descobertas em um artigo publicado na revista Science.
O que são neutrinos?
Conhecidos como “partículas fantasma”, os neutrinos são partículas fundamentais, ou seja, não podem ser “divididas” em partículas menores. São chamados de fantasmagóricos porque interagem muito pouco com a matéria — eles atravessam tudo o que encontram pelo caminho, inclusive eu e você.
Neutrinos são produzidos e emitidos por diversos tipos de fontes, como as estrelas, incluindo nosso Sol. Os neutrinos solares, por exemplo, estão passando por nós o tempo todo: a cada segundo, cerca de 70 bilhões de neutrinos passam por cada centímetro quadrado de nosso planeta.
Por serem tão “fantasmas”, os neutrinos são muito difíceis de detectar, mas o IceCube é um dos instrumentos capazes de realizar essa tarefa. Eles captam a passagem de pouquíssimos neutrinos, mas isso é o suficiente para investigar de onde eles vieram e que tipo de evento os formou.
Mapa fantasma da Via Láctea
Nossa galáxia possui muitas fontes de neutrinos, mas existem regiões de maior concentração onde essa produção é mais intensa. Com o novo mapa, os cientistas têm agora uma visão confiável das regiões onde eles são formados em maior e menor quantidade.
Os neutrinos encontrados são de alta energia, de milhões a bilhões de vezes mais energéticos do que aqueles produzidos pelos núcleos das estrelas. As origens dessas partículas em específico remetem a outro tipo de fonte: interações entre raios cósmicos (prótons de alta energia) produzidos em nossa galáxia e o gás e poeira galácticos.
Essa interação inevitavelmente produz raios gama e neutrinos, sendo que cientistas já mapearam a distribuição de raios gama em nossa galáxia. Isso significa que os neutrinos de alta energia produzidos pela mesma interação também deveriam estar “por aí”.
Para superar a dificuldade de detectar essas partículas, os pesquisadores usaram inteligência artificial e desenvolveram análises de eventos em “cascata” — interações de neutrinos no gelo, onde está enterrado o detector IceCube, fazendo as luzes piscarem como árvore de natal a cada detecção de neutrinos que vêm em maior quantidade. Nesse estudo, foram usados 60.000 neutrinos detectados durante 10 anos de coleta de dados do IceCube.
Com os métodos de aprendizado de máquina desenvolvidos pela equipe, a identificação desses eventos em cascatas foi aprimorada e os cientistas conseguiram determinar melhor a direção e reconstrução da energia das partículas. O resultado é o mapeamento da origem dos neutrinos detectado, revelando a distribuição de maior e menor densidade.