Os astrônomos descobriram uma “partícula fantasma” de alta energia tão distante quanto Shadow Blaster, uma galáxia de formação de estrelas localizada a 11 bilhões de anos-luz de distância. Isto significa que esta partícula de neutrino tem viajado em nossa direção desde que o universo de 13,8 mil milhões de anos tinha cerca de 3 mil milhões de anos.
A descoberta fornece a primeira evidência de formação de estrelas Galáxias Um misterioso demônio cósmico de alta energia como o Shadow Blaster desempenha um papel significativo no preenchimento do universo-Neutrinos. Essas partículas recebem esse apelido assustador porque, quase sem massa e sem carga elétrica, passam pela matéria quase sem interação. Velocidade da luz. Para contextualizar, ao ler a frase anterior, existem 65 bilhões de neutrinos percorrendo cada centímetro quadrado do seu corpo; Isso é cerca de 100 bilhões por centímetro quadrado.
Apesar da dificuldade de detecção de tais partículas, a humanidade vem detectando neutrinos desde a década de 1960, mas apenas algumas fontes dessas partículas foram identificadas. Os neutrinos são a segunda partícula mais abundante no universo depois dos fótons, partículas de luz, e as fontes identificadas não chegam nem perto de explicar essa abundância. Isso levou à busca por outras fontes ocultas de neutrinos, particularmente fontes que poderiam acelerar os neutrinos a energias mais altas. Agora, essa caçada levou à identificação de uma galáxia shadow blaster incrivelmente brilhante, oficialmente designada JCMT0402-0424, que brilha no infravermelho, uma fonte potencial de neutrinos.
“O shadow blaster tem um ambiente denso e rico em gás, onde os modelos teóricos há muito sugerem que ele pode produzir neutrinos de alta energia com eficiência”, Yuji Urata da MITOS Science Co., LTD. Em Taiwan disse em um comunicado. “Se confirmado, o Shadow Blaster é a primeira galáxia individual empoeirada com formação de estrelas diretamente ligada a um evento de neutrinos de alta energia.”
Até agora, não existem outros candidatos credíveis como fontes potenciais deste neutrino de alta energia, designado IC 210922A.
Exorciza demônios
Os astrônomos foram alertados para a existência do IC 210922 há meia década, quando o Observatório de Neutrinos IceCube, localizado na Antártida, detectou este evento de neutrinos de alta energia. Isto levou a comunidade astronómica na direção da galáxia Eridanus, com uma série de telescópios à procura de possíveis fontes de acoplamento eletromagnético a este fenómeno. Não existe uma contraparte definitiva de raios gama, raios X ou óptica para a detecção de neutrinos, e nenhuma explosão de raios gama, supernova ou evento de interrupção de maré (um buraco negro desintegrando violentamente uma estrela) foi associado ao IC 210922A.
Urata e colegas começaram a sua própria pesquisa com o Telescópio James Clark Maxwell (JCMT) e o Submillimeter Array (SMA) operados pelo Observatório da Ásia Oriental, encontrando um blaster de sombras com a posição e brilho corretos de uma galáxia associada ao IC 210922A. O grupo continuou a investigação usando o Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (Alma), uma coleção de 66 antenas de ondas de rádio no norte do Chile.
A detecção desta galáxia é possível porque ela possui fortes lentes gravitacionais. Lente gravitacional Fenômeno que ocorre quando um objeto com grande massa fica entre a Terra e uma fonte de fundo distante. Quando a luz de uma fonte de fundo passa por esta curva, seu caminho é curvo. Isto faz com que a luz da fonte da lente chegue aos nossos telescópios em momentos diferentes, fazendo com que seja amplificada.
Quanto ao Shadow Blaster, antes que a equipe possa aprender qualquer coisa sobre esta galáxia distante, eles precisam descobrir mais sobre o objeto que atua como uma lente gravitacional intermediária, especificamente que tipo de objeto é, sua massa e sua distância de nós. Para fazer isso, eles recorreram ao telescópio Gemini North e seus instrumentos Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) e Gemini Near-Infrared Spectrograph (GNIRS).
Ao determinar um modelo de lente gravitacional, a equipe descobriu que Shadow Blaster é uma galáxia com um coração muito compacto cheio de densas nuvens de gás e poeira. Estrela Criação. Há muito se pensa que tal região serve como um poderoso acelerador de partículas. A investigação mostra que, como não existe um buraco negro supermassivo que alimenta o blaster de sombras, estas regiões podem actuar como aceleradores de partículas cósmicas, mesmo na ausência de buracos negros adormecidos e de jactos poderosos lançados a partir de núcleos galácticos activos (AGNs).
Quanto à população geral de neutrinos, esta pesquisa também poderia ajudar nisso. Acredita-se que galáxias de formação estelar intensa, ou galáxias com formação de estrelas, tenham sido difundidas no Universo primitivo há cerca de 10 mil milhões de anos. Portanto, estas galáxias podem ter produzido neutrinos de alta energia. No entanto, isso pode ser difícil de provar, uma vez que os astrónomos não tiveram a sorte de encontrar todas estas galáxias escondidas atrás de lentes gravitacionais, o que significa que podem ser demasiado ténues e distantes para serem estudadas.
“Nossa análise sugere que esta população pode contribuir com até cerca de 20% do fundo difuso de neutrinos medido pelo cubo de gelo”, concluiu Urata.
A pesquisa da equipe foi publicada quarta-feira (17 de junho) na revista Astronomia Natural.
