O universo está repleto de diferentes tipos de radiação e partículas que são filtradas pela atmosfera da Terra, o que preserva a vida aqui. Mas elas também podem representar um perigo em futuras explorações espaciais com viagens de longas distâncias no espaço. A origem dessa radiação cósmica intensa permaneceu um mistério ao longo das últimas seis décadas para a ciência.
Um estudo recente, porém, parece ter achado a resposta. Cientistas da Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia (NTNU) publicaram no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, em maio, uma pesquisa que propõe uma explicação inédita para a radiação cósmica de energia extrema. Segundo eles, os ventos de buracos negros supermassivos podem ser a origem das partículas.
Os buracos negro são objetos cósmico de massa extremamente grande e densidade tão alta que a gravidade impede até mesmo a luz de escapar. Ao consumir matéria e estrelas ao redor, eles emitem ventos formados a partir do que consumiram e repelem antes de serem engolidos.
“Suspeitamos que essa radiação de alta energia seja criada pelos ventos de buracos negros supermassivos”, destaca a pesquisadora Foteini Oikonomou, autora do estudo. A hipótese surge da observação de que esses objetos colossais liberam fluxos de matéria quase à velocidade da luz.
Esses ventos carregados de raios cósmicos já são conhecidos há 60 anos. Eles influenciam no destino das galáxias ao dispersar gases e interromper a formação de novas estrelas. Os pesquisadores, porém, observaram que também podem acelerar partículas em escalas subatômicas e gerar os impactos radioativos que eram desonhecidos.
Energia comparável a um saque de Serena Williams
“É possível que esses ventos aceleram as partículas responsáveis pela radiação cósmica de energia ultraelevada”, afirma o astrofísico Domenik Ehlert, coautor do estudo. Para compreender o processo, é preciso lembrar que os átomos possuem um núcleo composto por prótons e nêutrons, cercado por elétrons.
Oikonomou explica que a radiação de energia extrema é formada por prótons ou núcleos atômicos que alcançam uma carga de até 10²⁰ elétron-volts. Trata-se de um valor imenso, difícil de imaginar mesmo para cientistas experientes.
“Uma partícula desse tipo, menor que um átomo, contém energia comparável à de uma bola de tênis rebatida por Serena Williams a 200 quilômetros por hora”, acrescenta Ehlert. É cerca de um bilhão de vezes mais energia que as partículas produzidas no Grande Colisor de Hádrons, na fronteira entre Suíça e França.
Radiação dos buracos negros não chega na Terra
A boa notícia é que essas partículas não representam risco direto à vida. Elas são destruídas pela atmosfera antes de alcançar o solo, tornando-se tão inofensivas quanto outras formas de radiação cósmica que atingem o planeta diariamente. Elas são perigosas, porém, no espaço profundo. “Para astronautas, a radiação cósmica é um problema sério”, afirma.
Segundo a pesquisadora, a principal ameaça para quem está no espaço atualmente vem da radiação solar de baixa energia, muito mais frequente e emitida pelo Sol. As partículas estudadas por sua equipe são raras dentro do sistema solar e dificilmente atravessariam um corpo humano em órbita.
O estudo, porém, ajuda a resolver um ponto específico da composição química observada nas partículas de energia extrema, algo que outras teorias não explicam de forma consistente. “Podemos testar o modelo com experimentos envolvendo neutrinos”, aponta Oikonomou.
A cientista espera colaborar, nos próximos anos, com astrônomos especializados nesse tipo de observação. A pesquisadora acrescenta que quer reunir mais evidências para confirmar, ou não, a hipótese de encerrar um dos maiores mistérios da física moderna.
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