Cientistas podem ter elucidado um enigma cósmico: os microquasares, sistemas estelares compostos por um buraco negro e uma estrela, seriam a origem dos raios cósmicos de alta energia que atingem a Terra.
Um microquasar é um buraco negro que, em um sistema binário, devora a matéria de uma estrela vizinha, daí o seu apelido de "buraco negro vampiro". Essa matéria é então expelida em forma de jatos de alta velocidade nos polos do buraco negro. Esses jatos parecem desempenhar um papel crucial na aceleração das partículas cósmicas.
Ilustração de um buraco negro absorvendo matéria de uma estrela em um microquasar.
Crédito da imagem: NASA/ CXC/M.Weiss
Os raios cósmicos, descobertos em 1912, são partículas de altíssima energia, muito mais poderosas do que as geradas pelo Grande Colisor de Hádrons (LHC), o acelerador de partículas mais grande e mais potente na Terra.
O estudo se concentra no microquasar SS 433, situado nos destroços da supernova W50, a cerca de 18 000 anos-luz da Terra. Este microquasar compreende um buraco negro de cerca de 10 a 15 vezes a massa do Sol e uma estrela supergigante branca. Os jatos de matéria emitidos por SS 433 moldam a nebulosa W50, dando-lhe uma forma que lembra um peixe-boi.
A equipe usou o Sistema Estereoscópico de Alta Energia (H.E.S.S.) na Namíbia para observar SS 433. Eles detectaram raios gama de muito alta energia emanando dos jatos do microquasar, sugerindo que estes jatos aceleram as partículas a velocidades elevadas.
Essas descobertas indicam que os microquasares, como o SS 433, podem ser fontes significativas de raios cósmicos de alta energia. No entanto, SS 433 não pode ser a fonte direta das partículas cósmicas mais energéticas que chegam à Terra, devido à sua juventude e distância. Contudo, outros microquasares mais próximos e mais velhos poderiam contribuir para esses raios cósmicos.
Esta pesquisa abre novas perspectivas sobre o papel dos microquasares em nossa galáxia e pode ajudar a entender melhor os mecanismos de aceleração das partículas cósmicas.
Os raios cósmicos: um fenômeno energético extremo
Os raios cósmicos são partículas subatômicas extremamente energéticas vindas do espaço. Principalmente compostas por prótons (núcleos de hidrogênio) e, por vezes, núcleos atômicos mais pesados, elas viajam pelo Universo a velocidades próximas à da luz. Quando atingem a atmosfera terrestre, esses raios cósmicos interagem com as moléculas do ar, criando uma chuva de partículas secundárias observáveis através de diversos instrumentos.
Estas partículas foram descobertas no início do século XX e permanecem um assunto de estudo crucial em astrofísica. Sua origem exata ainda é parcialmente misteriosa, mas acredita-se que venham de fontes variadas, como supernovas, buracos negros, pulsares e, como indicam pesquisas recentes, microquasares.
O que torna os raios cósmicos particularmente intrigantes é a sua energia extremamente alta, frequentemente muito superior àquela que podemos produzir nos aceleradores de partículas na Terra. Alguns desses raios têm uma energia bilhões de vezes superior à gerada pelo Grande Colisor de Hádrons (LHC).
Os raios cósmicos não só são importantes para entender os fenômenos energéticos do universo. Eles também têm impacto na Terra. Por exemplo, podem afetar os sistemas eletrônicos de satélites e aeronaves. Além disso, contribuem para a produção de radionuclídeos na atmosfera, o que é usado em áreas como a datação por carbono-14 em arqueologia.
O estudo dos raios cósmicos é, portanto, essencial para compreender não apenas os processos físicos em ação em nosso Universo, mas também para apreciar seus efeitos em nosso planeta e nossa tecnologia. Pesquisas atuais, como as realizadas sobre os microquasares, ajudam cientistas a desvendar os mistérios dessas partículas e a entender melhor o universo energético em que vivemos.
Fonte: Science