Astronomia e Universo

Experimentos colaborativos têm como foco desvendar as propriedades incomuns da partícula fantasma. Um novo estudo global revela um comportamento surpreendente nas partículas mais esquivas do universo, sugerindo possíveis respostas para a questão de por que algo existe. Crédito: Stock   Em um estudo recente, físicos criaram a visão mais clara e detalhada até agora de como os neutrinos alteram seu "sabor" à medida que se movem pelo espaço. Os neutrinos estão entre os blocos de construção básicos do universo, mas continuam sendo algumas das partículas mais difíceis de estudar. Eles atravessam a matéria sem esforço, tornando-os praticamente impossíveis de detectar. Embora muito sobre eles ainda seja desconhecido, os cientistas identificaram três tipos distintos de neutrinos: elétron, múon e tau. Compreender essas diferentes identidades pode ajudar os cientistas a aprender mais sobre as massas dos neutrinos e a responder a perguntas fundamentais sobre a evolução do universo,...

O observatório IceCube, instalado sob o gelo da Antártida, detectou um sinal estranho vindo da galáxia NGC 1068. Esse sinal consiste em neutrinos, partículas quase impossíveis de detectar. Mas surpresa: nenhum raio gama foi visto com eles, o que surpreende os cientistas.   Buracos negros supermassivos, presentes no coração das galáxias, têm uma massa vários milhões de vezes maior que a do Sol. A matéria gravita ao redor deles, que se aquece e brilha antes de finalmente cair dentro deles. ATG/ESA, CC BY-AS   Uma nova ideia pode explicar esse mistério: átomos de hélio nos jatos ao redor do buraco negro desta galáxia estão sendo quebrados pela luz ultravioleta . Isso libera nêutrons, que então se transformam em neutrinos, sem produzir muitos raios gama. Essa descoberta nos ajuda a entender melhor o que acontece perto dos enormes buracos negros no centro das galáxias. Também poderia nos ajudar a entender como funciona o buraco negro no coração da nossa galáxia. Neutrinos são...

É uma afirmação preocupante que estrelas como o Sol, mais precisamente, todas as estrelas morrerão eventualmente – sim, até mesmo o Sol. Não entre em pânico, ainda temos alguns bilhões de anos pela frente, então você chegará ao final deste artigo.  Imagem do Telescópio Espacial Hubble da supernova 1994D na galáxia NGC 4526. Crédito: Telescópio Espacial Hubble As estrelas mais massivas morrem durante as dramáticas explosões de supernovas e, quando isso acontece, enviam uma explosão de neutrinos por todo o universo. Os astrónomos pensam agora que é provável que haja um fundo de neutrinos em todo o cosmos e que um dia seremos capazes de mapear a distribuição histórica das explosões de supernovas, talvez até 2035.   A morte das estrelas pode ser comparada a um plástico bolha; alguns, decepcionantemente, simplesmente fazem "pffft" - como estrelas de menor massa, como o nosso sol - enquanto outros emitem um estalo nítido e satisfatório - como as estrelas que têm mais de oito ve...

  Interação neutrino-fóton -  Outrora considerados "não-interagíveis", os fugazes neutrinos na verdade podem interagir com os ainda mais fugidios fótons, desde que as condições sejam adequadas. A interação neutrino-fóton descoberta agora pode explicar porque a coroa solar é mais quente do que a superfície do Sol. [Imagem: ipicgr/Pixabay] Kenzo Ishikawa e Yutaka Tobita, da Universidade de Hokkaido, no Japão, descobriram que os neutrinos podem sim interagir com as partículas fundamentais da luz e de outras radiações eletromagnéticas não-visíveis, de um modo inesperado e que nunca havia sido previsto. "Nossos resultados são importantes para a compreensão das interações da mecânica quântica de algumas das partículas mais fundamentais da matéria," disse Ishikawa. "Eles também podem ajudar a revelar detalhes de fenômenos atualmente pouco compreendidos no Sol e noutras estrelas." Os neutrinos talvez sejam as mais misteriosas partículas fundamentais da matér...

A cada segundo, um impressionante número de 100 trilhões de neutrinos atravessa o corpo humano. As principais fontes desses neutrinos são o Sol ou a atmosfera da Terra, com alguns deles originando-se de fontes cósmicas distantes e poderosas.  Por um longo período, os astrofísicos estiveram em uma busca para rastrear as origens desses neutrinos cósmicos. Recentemente, o Observatório de Neutrinos IceCube fez progressos significativos ao acumular uma quantidade suficiente dessas partículas esquivas, revelando padrões discerníveis em suas fontes. Via Láctea Em um estudo publicado na revista Science, a equipe do IceCube apresentou o primeiro mapa da Via Láctea usando neutrinos, em vez dos mapas convencionais baseados em fótons da nossa galáxia. Esse novo mapa retrata uma dispersão difusa de neutrinos cósmicos emergindo de várias localizações dentro da Via Láctea. Curiosamente, nenhum ponto de origem individual é evidente neste mapa, levando a um fenômeno intrigante descrito como um “mis...

Num novo estudo, investigadores deram um passo importante para compreender como as estrelas em explosão podem ajudar a revelar como os neutrinos, misteriosas partículas subatómicas, interagem secretamente entre si.   Quando as estrelas explodem como supernovas, os neutrinos dos seus núcleos transportam enormes quantidades de energia em todas as direções. Crédito: Getty Images   Os neutrinos, que são das partículas elementares menos bem compreendidas, raramente interagem com a matéria normal e, ao invés, viajam invisivelmente através dela quase à velocidade da luz. Estas partículas fantasmagóricas são mais numerosas do que todos os átomos do Universo e estão sempre a passar inofensivamente pelos nossos corpos, mas devido à sua baixa massa e à ausência de carga elétrica, podem ser incrivelmente difíceis de encontrar e de estudar.   No entanto, num estudo publicado na revista Physical Review Letters, investigadores da Universidade do Estado do Ohio estabeleceram um novo ...

Galáxia vista em matéria Se seus olhos enxergassem neutrinos, em vez da nossa conhecida luz visível, você veria uma Via Láctea muito escura. A imagem superior é a visão tradicional da Via Láctea, observada em luz visível. Embaixo, a primeira imagem da nossa galáxia vista em neutrinos. [Imagem: IceCube/Science Communication Lab] Foi o que revelou o primeiro mapa da nossa galáxia vista não através de energia eletromagnética, mas de matéria - neutrinos são férmions, a classe dos elétrons, prótons e quarks que formam os núcleos atômicos. Por algum tempo chamadas de "partículas fantasmas", tamanha é a dificuldade de sua detecção, essas partículas invisíveis na verdade existem em grandes quantidades, mas interagem tão pouco com qualquer outra coisa que passam direto pela Terra sem serem detectadas. Algumas delas, contudo, podem ser rastreadas por observatórios muito especiais, como o IceCube, que detecta os sinais sutis de neutrinos de alta energia vindos do espaço usando mil...

Há mais de dez anos, o Observatório IceCube, na Antártida, vem monitorando os neutrinos extragalácticos que chegam à Terra. O Observatório IceCube é um incrível laboratório de um quilômetro cúbico construído no meio do gelo da Antártica. Quando um neutrino interage com moléculas no gelo, ele produz partículas secundárias que deixam um rastro de luz azul enquanto viajam pelo detector. [Imagem: Nicolle R. Fuller/IceCube/NSF] Fonte de neutrinos Ele já detectou o antineutrino do elétron, identificou partículas exóticas que não se encaixam no Modelo Padrão, descobriu neutrinos vindos de um acelerador cósmico, e ainda se juntou aos demais experimentos que não detectaram qualquer sinal de matéria escura. Agora, ao avaliar os dados do observatório, uma equipe liderada por pesquisadores da Universidade Técnica de Munique, na Alemanha, descobriu uma fonte de irradiação de neutrinos de alta energia na galáxia ativa NGC 1068, também conhecida como Messier 77. Um núcleo ativo de galáxia é u...

Altamente energéticos e difíceis de detectar, os neutrinos viajam bilhões de anos-luz antes de chegar ao nosso planeta. Embora se saiba que essas partículas elementares vêm das profundezas do nosso universo, sua origem precisa ainda é desconhecida. Uma ilustração artística de um blazar acelerando raios cósmicos, neutrinos e fótons até altas energias, como observado em blazares PeVatron. Crédito: Benjamin Amend Uma equipe de pesquisa internacional, liderada pela Universidade de Würzburg e pela Universidade de Genebra (UNIGE), está lançando luz sobre um aspecto desse mistério: acredita-se que os neutrinos nascem em blazars, núcleos galácticos alimentados por buracos negros supermassivos. Esses resultados foram publicados na revista The Astrophysical Journal Letters.  A atmosfera da Terra é continuamente bombardeada por raios cósmicos. Estes consistem em partículas eletricamente carregadas de energias de até 1020 elétron-volts.  Isso é um milhão de vezes mais do que a energia alc...

No início do universo, quem dominava tudo eram os neutrinos. Essas pequenas partículas interagem com outra matéria de forma tão fraca, que cerca de 100 trilhões delas passam pelo seu corpo a cada segundo sem você notar, porém, elas têm um efeito enorme na estrutura da matéria logo depois do big bang. Nos primeiros milhares de anos do universo, antes da formação das galáxias ou das estrelas, pequenas ondulações na matéria começaram a se formar, e a maneira como essas ondulações de formaram depende de forma decisiva de como os neutrinos se comportam, ou melhor, comportavam. Cientistas desenvolveram um novo método para analisar a estrutura de grande escala do universo, procurando pelo efeito dos neutrinos e para isso escaneando a sua densidade. Eles descobriram que no início do universo, áreas sem muita matéria ainda continham neutrinos, e essas grandes concentrações de matéria eram um pouco, digamos, borradas ao redor das bordas. Esse efeito, de acordo com os pesquisa...

O instrumento Borexino está aninhado nas profundezas dos montes Apeninos da Itália. Flashes de luz dentro de seu detector maciço revelam quando os neutrinos se chocam com elétrons. Ao compilar meticulosamente dados sobre essas colisões de elétrons com neutrinos ao longo de 10 anos, os cientistas criaram um dos instantâneos mais detalhados até o momento do coração ardente do sol. Crédito: Borexino Por que o sol brilha?   Nossa estrela local constantemente esmaga átomos juntos dentro de sua barriga de fogo para produzir sua luz ardente. Mas como essa comoção interna está escondida sob as espessas camadas externas do sol, os cientistas têm poucas maneiras de aprender sobre o que acontece no âmago da estrela. Mas ao coletar neutrinos - partículas minúsculas e fantasmagóricas que mal interagem com outras matérias e assim podem voar diretamente para fora do centro solar - os pesquisadores produziram um dos instantâneos mais detalhados já compilados do misterioso interior ...

Ilustração artística de um blazar, uma galáxia ativa com um buraco negro gigantesco no centro. [Imagem: DESY] Acelerador cósmico À primeira vista parece mais um golpe de sorte, e dos grandes: Astrônomos capturaram um único neutrino e conseguiram identificar de onde ele veio. Só para lembrar, o neutrino é uma partícula que virtualmente não interage com nada conhecido, podendo passar incólume por um cubo de chumbo - um metal de altíssima densidade - com uma aresta de um ano-luz, se tal coisa existisse. Assim, pescar um desses caras e ainda descobrir sua origem é um feito notável. O neutrino veio de um acelerador cósmico localizado a 3,7 bilhões de anos-luz da Terra, um objeto celeste conhecido como blazar, um buraco negro supermassivo localizado bem no centro de uma galáxia ativa, o que compõe uma fonte de energia muito compacta e altamente variável - o objeto é conhecido como TXS 0506+056.   Ele foi detectado pelo observatório de neutrinos IceCube, instalado nas pro...