Os neutrinos, partículas elementares quase indetetáveis, atravessam a matéria sem interagir com ela. A sua deteção é um desafio tecnológico, mas o seu estudo oferece informações valiosas sobre eventos astrofísicos extremos. Este neutrino, com uma energia de 220 petaelétron-volts (ou seja, 220 milhões de milhares de milhões de elétron-volts), abre uma nova janela para o Universo.
Uma energia recorde para uma partícula minúscula
Com uma energia trinta vezes superior à dos neutrinos anteriormente detetados, este neutrino coloca à prova os modelos astrofísicos atuais. A sua origem pode estar ligada a fenómenos cósmicos violentos, como explosões de estrelas ou buracos negros supermassivos.
Esta deteção foi possível graças ao telescópio KM3NeT, submerso a 3 450 metros de profundidade. Este telescópio integra sensores de luz, que registaram a luz Cherenkov produzida numa rara interação do neutrino com a água, e a sua velocidade superluminal neste meio.
KM3NeT: um observatório submarino de ponta
O telescópio KM3NeT, ainda não totalmente concluído, compreende dois locais: ARCA, dedicado aos neutrinos de alta energia, e ORCA, especializado em baixas energias. Estas instalações exploram as propriedades da água profunda para detetar os neutrinos com uma precisão sem igual.
O ambiente marinho oferece condições ideais: ausência de luz parasita e transparência da água. Os sensores, ancorados no fundo do mar, detetam os flashes luminosos produzidos pelos neutrinos, permitindo reconstruir a sua trajetória e energia.
Uma origem ainda misteriosa
Os investigadores tentam rastrear a origem deste neutrino, que pode provir de um evento extragaláctico. Os blazares, buracos negros supermassivos ou explosões de raios gama estão entre as hipóteses consideradas.
A análise da direção e da energia do neutrino permitirá refinar estas hipóteses. Esta descoberta pode também esclarecer a origem dos raios cósmicos, partículas ultra-energéticas cuja fonte permanece desconhecida.
Uma nova era para a astronomia de neutrinos
Esta deteção marca o início de uma nova era para o estudo dos neutrinos. O KM3NeT, uma vez totalmente concluído, permitirá observar mais destas partículas e compreender melhor os fenómenos cósmicos extremos.
Os neutrinos, mensageiros cósmicos, oferecem uma visão única do Universo. O seu estudo combinado com o das ondas gravitacionais e dos raios gama abre caminho para uma astronomia multi-mensageira.
Para saber mais: O que é um neutrino?
Os neutrinos são partículas elementares sem carga elétrica e com massa quase nula. Produzidos em reações nucleares como as do Sol ou das supernovas, atravessam a matéria com uma probabilidade muito baixa de interação, o que os torna difíceis de detetar.
O seu estudo permite compreender melhor os processos astrofísicos extremos. Os neutrinos de alta energia, como o detetado pelo KM3NeT, são produzidos em eventos cósmicos violentos, como os buracos negros ou as explosões de raios gama.
Como se detetam os neutrinos?
A deteção dos neutrinos baseia-se na observação da luz Cherenkov, produzida quando um neutrino interage com um núcleo atómico na água ou no gelo. Esta luz é captada por redes de sensores óticos, como os do KM3NeT ou do IceCube na Antártida.
Os telescópios submarinos ou enterrados no gelo oferecem um volume de deteção suficiente para captar estas interações extremamente raras. Estas instalações requerem tecnologias avançadas para funcionar em ambientes extremos.