Como uma mensagem vinda do Polo Sul alertou os astrônomos sobre um grande evento cósmico - Gizmodo Brasil
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13 de julho de 2018 @ 18:13
Cientistas fizeram um grande anúncio nesta semana: telescópios ao redor do mundo gravaram uma fonte de raios cósmicos ultraenergéticos e misteriosos, partículas da mais alta energia que já atingiram a Terra. E tudo começou com uma mensagem de texto.
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A descoberta recente resolveu, pelo menos parcialmente, um mistério de centenas de anos – a identidade de um objeto espacial capaz de enviar partículas com energias um bilhão de vezes maiores do que as partículas produzidas no Grande Colisor de Hádrons.
A resposta foi mais ou menos o que os cientistas já previam, mas encontrá-la foi um feito enorme, que exigiu coordenação internacional. Tudo foi feito a partir de um sistema de notificação mundial que é utilizado em caso de eventos espaciais incríveis. Foi um feito dessa nova era da "astronomia multimensageira".
"Temos sorte de viver em uma era em que podemos fazer descobertas que simplesmente seriam impossíveis há apenas uma década", disse France Córdova, diretor da National Science Foundation, ao Gizmodo, por email.
A astronomia multimensageira utiliza informações transmitidas por múltiplos tipos de mensageiros. "Luz", ou radiação eletromagnética, chega de muitas maneiras, como raios gama, raios X, ultravioleta, luz visível, infravermelho, microondas ou ondas de rádio. Essa tem sido tradicionalmente a única ferramenta dos astrônomos para investigar o cosmos, mas a luz sozinha ainda não é o suficiente para nos contar tudo sobre o espaço.
A descoberta dessa semana adiciona um segundo "mensageiro" à caixa de ferramentas: um neutrino de alta energia. Assim como a luz, neutrinos são capazes de viajar em linha reta através do Universo sem serem distorcidos por campos magnéticos.
A diferença é que esse único neutrino de alta energia que desencadeou o anúncio desta quinta-feira (12) nos dá informações extras, uma vez que apenas os misteriosos raios cósmicos ultraenergéticos poderiam tê-lo produzido.
O IceCube Neutrino Observatory localizou e calculou o caminho viajado pelo neutrino no dia 22 de setembro de 2017, e seus computadores imediatamente perceberam que essa detecção era digna de nota.
"O IceCube decide o que vale a pena enviar", explicou ao Gizmodo Anna Franckowiak, cientista do Deutsches Elektronen-Synchrotron, na Alemanha. "Enviamos apenas os eventos mais interessantes, o que geralmente significa que são eventos de alta energia. Isso quer dizer que existe uma alta probabilidade de que aquilo que recebemos seja realmente um neutrino cósmico, e não apenas um neutrino produzido na atmosfera."
O experimento enviou um aviso pela Rede de Coordenadas de Raios-Gamma (GCN) para todos aqueles que assinaram para receber esses alertas apenas 43 segundos depois do evento. Quatro horas depois, uma mensagem mais detalhada passou pela mesma rede.
As notificações podem chegar imediatamente por meio das redes ou alguns segundos após sua emissão, por meio de mensagem de texto ou e-mail. O segundo alerta dizia:
No dia 22 de setembro de 2017, o IceCube detectou um evento de energia muito alta e com alta probabilidade de vir de origem astrofísica. O evento foi identificado pela seleção Extremely High Energy (EHE). O detector IceCube está em estado normal de operação.
Os eventos EHE tipicamente possuem um vértice de interação com neutrinos que está fora do detector, produzem um múon que atravessa o volume do detector e tem um alto nível de luz (um substituto para energia).
Após o alerta automático, algoritmos de reconstrução mais sofisticados foram aplicados offline, com a direção refinada para:
Data: 22 Set, 2017
Hora: 20:54:30.43 UTC
Encorajamos o acompanhamento por instrumentos terrestres e espaciais para ajudar a identificar uma possível fonte astrofísica para o neutrino candidato.
Pouco depois, alguns observatórios, incluindo o telescópio de neutrinos ANTARES, no mar Mediterrâneo, os telescópios MAGIC, nas Ilhas Canárias, o Sistema Estereoscópico de Alta Energia (HESS), na Namíbia, e o telescópio de raios X Swift, em órbita da Terra, acompanharam o evento com níveis variados de sucesso, emitindo avisos próprios.
O momento "eureka" veio no dia 28 de setembro, quando os cientistas perceberam que o Telescópio de Grande Área de Fermi, que inspeciona raios gama nos céus, encontrou uma fonte potencial em seu catálogo que correspondia com a direção de onde vinha o neutrino.
Essa fonte era um blazar, o buraco negro supermassivo que expeliu partículas no centro da galáxia TXS 0506 + 056. Eles publicaram um Telegrama Astronômico documentando a fonte. Outros grupos começaram a observar o buraco negro com base nessa informação, completando assim a história multimensageira.
Esses eventos podem soar familiar para algumas pessoas, porque eles são bem parecidos com o que ocorreu durante a primeira descoberta de colisões entre duas estrelas de nêutrons, anunciadas em outubro do ano passado. Observatórios de ondas gravitacionais como o LIGO também emitem alertas pelo GCN, mas os observatórios devem assinar um contrato para visualizá-los.
Esse tipo de ciência multimensageira é muito novo. Após a supernova de 1987, SN 1987A, essa talvez seja a terceira maior descoberta multimensageira, após a colisão de estrelas de nêutrons. É preciso muito trabalho para chegar a esse ponto.
"Esses impactos improváveis são o nosso foco hoje, mas pense em tudo que a comunidade de pesquisa teve que fazer para tornar possível a detecção de neutrinos", disse Córdova. "Tivemos que construir uma instalação no Polo Sul e equipá-la com instrumentos incrivelmente sensíveis. Tivemos que ligar essa instalação aos satélites globais. E centenas de cientistas tiveram que trabalhar por anos, com base em décadas de descobertas feitas por outros pesquisadores."
A astrofísica multimensageira é uma "grande ideia" que guiará o plano de longo prazo da National Science Foundation. O órgão espera ver mais propostas multimensageiras da comunidade astrofísica. "Mas, além das propostas, precisamos de recursos", disse o diretor do programa da NSF, Vladimir Papitashvili, ao Gizmodo. Não há como fugir disso, o governo ajuda a financiar esses grandes projetos.
Mas, por enquanto, temos o GCN e o Telegrama Astronômico interligando telescópios e observatórios em todo o mundo, enviando mensagens de textos e e-mails para impulsionar as coisas mais interessantes que acontecem na astronomia.
Imagem do topo: Imagem editada artisticamente a partir da foto do IceCube. Crédito: NSF/IceCube
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