Amaterasu e o Enigma Cósmico: Descobrindo a Partícula que Desafia a Ciência

Recentemente, a atmosfera da Terra foi atingida por um raio cósmico de energia ultra-alta (UHECR) de intensidade excepcional, classificado como o segundo mais poderoso já registrado. 

A origem desse evento cósmico permanece um mistério, mas especialistas em astrofísica suspeitam que possa ter se originado do Vazio Local, uma região aparentemente inóspita no espaço, localizada próxima à nossa galáxia, a Via Láctea. 

Este raio cósmico transportou consigo uma partícula subatômica, recentemente batizada de “Amaterasu” por pesquisadores, em homenagem à deusa do sol da mitologia japonesa. Essa partícula chegou à Terra em 27 de maio de 2021 e foi descrita detalhadamente na renomada revista Science. O projeto de pesquisa foi uma colaboração entre equipes da Universidade de Utah e da Universidade de Tóquio.

A detecção desse raio foi realizada pelo Telescope Array, uma rede extensa composta por 507 detectores que cobrem aproximadamente 700 quilômetros quadrados no Deserto do Oeste de Utah. Situados a cerca de 1.200 metros acima do nível do mar, esses detectores se beneficiam dos céus claros e sem poluição, o que aumenta sua capacidade de identificar partículas provenientes de raios cósmicos.

A raridade dessas potentes partículas UHECR – aproximadamente uma por século para cada quilômetro quadrado – exige uma área de detecção vasta. Há até considerações para estabelecer uma rede semelhante na Lua para a detecção de raios cósmicos. 

Em termos de energia, a partícula Amaterasu é apenas superada pela partícula “Oh-My-God”, outra descoberta significativa feita em Utah em 1991 no observatório Fly’s Eye. A Universidade de Utah compara a força de impacto do raio Amaterasu a deixar cair um tijolo no próprio pé a partir da altura da cintura, e sua energia cinética a uma bola de beisebol lançada em alta velocidade, mas atravessando milhões de anos-luz.

Para ser classificada como UHECR, a partícula deve exceder 240 exa-elétrons volts (EeV) de energia. A partícula Oh-My-God possuía impressionantes 320 EeV, com Amaterasu seguindo de perto com cerca de 244 EeV. Para contextualizar, um EeV é um milhão de vezes mais potente do que o que nossos aceleradores de partículas na Terra podem gerar. 

A fonte desses UHECRs há muito intriga cientistas. Os níveis de energia observados na partícula Oh-My-God parecem impossíveis de serem produzidos dentro de nossa galáxia. Como ambas as partículas, Oh-My-God e Amaterasu, possuem imensa energia cinética, é provável que não sejam influenciadas por campos magnéticos, permitindo potencialmente rastrear suas origens.

John Matthews, co-porta-voz do Telescope Array na Universidade de Utah e coautor do estudo, expressa o mistério em torno dessas partículas. Ele observa que mesmo ao rastrear suas trajetórias de volta às suas fontes, nenhuma origem de alta energia é encontrada. Ele destaca que fenômenos tipicamente energéticos, como supernovas, são insuficientes para os níveis de energia necessários, sugerindo a necessidade de campos magnéticos extremamente altos para a aceleração de partículas. 

A hipótese atual sugere que a partícula Amaterasu viajou do Vazio Local, um achado intrigante, dado o aparente vazio dessa região cósmica próxima à Via Láctea. Esta origem difere da fonte prevista para a partícula Oh-My-God. John Belz, professor na Universidade de Utah e coautor do estudo, aponta as distintas localizações no céu de onde esses eventos parecem se originar.

Ele sugere explicações não convencionais, como defeitos na estrutura do espaço-tempo ou cordas cósmicas colidindo, sublinhando a necessidade de potencialmente revisar as teorias atuais de física de partículas de alta energia.

Uma expansão do Telescope Array, prevista para incluir 500 novos detectores e se estender por uma área quase tão grande quanto Rhode Island (cerca de 2.900 quilômetros quadrados), é esperada para auxiliar ainda mais no desvendar dos mistérios dos UHECRs.

Fonte: Hypescience.com