Algumas partículas são estranhas. A partícula Amaterasu atinge a Terra em Utah em 2021 com energia suficiente para rivalizar com uma bola de beisebol lançada em velocidades profissionais. Isso vem do nada.
Bem. Não exatamente em lugar nenhum. Um vazio cósmico gigante. Um pedaço vazio de céu onde nada de interessante deveria estar acontecendo. No entanto, aí vem esse monstro. Nomeado em homenagem a uma deusa do sol. Porque por que não?
Temos perseguido esses fantasmas há seis décadas.
Ferro não resolve
A teoria padrão diz que os raios cósmicos de energia ultra-alta vêm de prótons ou matéria leve. Os prótons são resistentes, mas sangram energia rapidamente. Eles desaceleram nas vastas distâncias do espaço intergaláctico como um velocista correndo contra o vento contrário. Se você vir um na Terra, provavelmente não veio de longe. Ou começou muito, muito mais rápido do que pensamos ser possível.
O evento Amaterasu quebra os moldes. Sua energia rivaliza com a famosa partícula Oh-My-God de 1991. Duzentos e quarenta exa-elétron-volts. Esse não é um número que seu cérebro lida facilmente. É cerca de dez milhões de vezes mais forte que o Grande Colisor de Hádrons.
Então o que é isso?
Pesquisadores da Penn State acham que talvez não seja um próton. Talvez seja pesado. Muito mais pesado que o ferro.
“Os raios cósmicos de energia ultra-alta perdem energia mais lentamente se forem núcleos ultrapesados”, diz Kohta Murase, líder da equipa.
Isso parece contra-intuitivo. Coisas pesadas deveriam ser mais difíceis de acelerar. Mas eles também percorrem os vazios cósmicos de maneira diferente. Eles mantêm sua energia por mais tempo. Eles podem sobreviver à viagem. Uma bala pesada retém a velocidade melhor do que uma pena.
A lacuna da simulação
Para verificar isso, eles fizeram simulações. Computadores analisando tempos de viagem intergalácticos e decadência de energia. A matemática aponta para núcleos com massas bem acima na tabela periódica. Coisas que raramente encontramos voando por aí.
Se isto for verdade, a busca pelas origens muda completamente. Procuramos locais que possam lançar matéria pesada, não apenas íons leves.
Onde você conseguiu isso?
Fusões de estrelas de nêutrons. Estrelas binárias morrendo juntas num piscar de olhos. Ou estrelas massivas colapsando em buracos negros com magnetismo extremo. Estes são violentos. Explosivo. Aceleradores perfeitos.
Mas espere. A direção Amaterasu mostra um vazio. Nenhuma estrela. Nenhuma fusão. Apenas… espaço escuro.
Esse é o chute. Ou a fonte está escondida atrás de outra coisa. Ou os campos magnéticos no espaço curvaram o caminho da partícula tão severamente que a agulha no mapa está apontando totalmente para o lugar errado.
Olhando para o futuro
Isso não resolve tudo. Não é uma caixa elegante com um laço. Diz apenas: verifique as coisas pesadas. Futuros telescópios como o AugerPrime na Argentina irão procurar esta composição. Eles procurarão diferenças nos espectros do céu norte e sul.
Se o céu estiver cheio de núcleos pesados, nossa compreensão da física de altas energias será reescrita. Achávamos que conhecíamos o limite dos aceleradores feitos pelo homem. A natureza ri. Ele concentra a energia cinética de uma bola de tênis em uma partícula menor que um cílio e a dispara contra nós a bilhões de anos-luz de distância.
Quem diria que o vazio poderia ser tão barulhento?
As partículas continuam chegando. Os detectores esperam. Continuamos adivinhando.
