Pesquisadores identificam núcleos atômicos pesados em raios cósmicos
Um estudo recente revela que núcleos atômicos pesados podem ser a chave para entender a origem de raios cósmicos de ultra-alta energia, os quais possuem energias superiores a qualquer partícula gerada em aceleradores humanos. A pesquisa, realizada por cientistas da Penn State e publicada na revista Physical Review Letters, sugere que esses núcleos podem ter origens em eventos astrofísicos extremos.
Descoberta sobre raios cósmicos de ultra-alta energia
Os raios cósmicos de ultra-alta energia são partículas que atingem a Terra com energias extremamente elevadas. Um exemplo notável é o chamado “partícula Amaterasu”, detectada em 2021, que apresenta energia comparável à da famosa “partícula Oh-My-God”. A nova pesquisa indica que alguns desses raios podem ser compostos por núcleos atômicos mais pesados que o ferro, o que poderia explicar sua capacidade de viajar grandes distâncias no espaço.
Origem dos raios cósmicos e eventos extremos
Os cientistas acreditam que os raios cósmicos de ultra-alta energia podem se originar de eventos astrofísicos extremos, como fusões de estrelas de nêutrons e colapsos de estrelas massivas. Kohta Murase, professor de física da Penn State e líder da pesquisa, afirma que a detecção de partículas individuais, como a Amaterasu, pode ajudar a inferir suas fontes cósmicas, embora a origem desta partícula específica ainda permaneça um mistério.
Simulações revelam comportamento de núcleos pesados
Para entender como diferentes partículas perdem energia durante sua jornada pelo espaço, os pesquisadores realizaram simulações detalhadas. Os resultados mostraram que núcleos atômicos pesados perdem energia mais lentamente do que prótons ou núcleos de massa intermediária, o que os torna mais capazes de alcançar a Terra com energias extremas. Essa descoberta pode alterar a forma como os cientistas buscam as fontes desses raios cósmicos.
Implicações para a astrofísica e busca por fontes
As implicações dessa pesquisa são significativas para a astrofísica, pois redefinem a busca por fontes de raios cósmicos de ultra-alta energia. Os pesquisadores estabeleceram novos limites sobre a contribuição dos núcleos pesados na população geral desses raios detectados na Terra. A identificação de buracos negros e estrelas de nêutrons como possíveis locais de aceleração desses núcleos pode abrir novas avenidas de investigação na área.
A pesquisa representa um avanço na compreensão dos fenômenos astrofísicos que geram os raios cósmicos mais enérgicos do universo, um mistério que perdura há mais de 60 anos. O estudo completo pode ser acessado em DOI: 10.1103/221m-gvs3.
