O Observatório de Neutrinos IceCube, localizado no Polo Sul, produziu a primeira imagem da Via Láctea utilizando neutrinos — partículas subatômicas conhecidas como “fantasmas” por atravessarem a matéria sem interagir. O resultado, publicado na revista Science por uma colaboração internacional de mais de 350 cientistas, representa um marco na astronomia de neutrinos.
O que são neutrinos
Neutrinos são partículas com massa extremamente pequena e sem carga elétrica, produzidas em quantidades enormes por reações nucleares no Sol, em supernovas e em aceleradores cósmicos. Por interagirem muito raramente com a matéria, bilhões de neutrinos atravessam o corpo humano a cada segundo sem causar qualquer efeito detectável.
A imagem foi possível graças ao IceCube Neutrino Observatory, um detector de um gigatonelada de gelo instalado a 1,5 quilômetro abaixo da superfície do Polo Sul. O observatório utiliza mais de 5.000 sensores ópticos distribuídos em um quilômetro cúbico de gelo antártico para detectar os sinais sutis deixados por neutrinos de alta energia.
Como a imagem foi feita
Os pesquisadores desenvolveram métodos de machine learning que melhoraram a identificação de cascatas produzidas por neutrinos e a reconstrução de sua direção e energia. Naoko Kurahashi Neilson, professora de física na Universidade Drexel, e seus estudantes Steve Sclafani e Mirco Hünnefeld foram os primeiros a examinar a imagem.
“Neste momento da história humana, somos os primeiros a ver nossa galáxia em qualquer coisa além da luz”, disse Kurahashi Neilson. O algoritmo analisou mais de 60.000 eventos de neutrinos coletados ao longo de 10 anos de dados do IceCube.
Uma galáxia quieta em neutrinos
De forma intrigante, a luminosidade de neutrinos da Via Láctea resultou mais fraca do que a média de galáxias distantes, sugerindo que nossa galáxia não abrigou recentemente os aceleradores poderosos que dominam o fluxo cósmico de neutrinos. A emissão detectada vem de raios cósmicos galácticos que colidem com gás interestelar, produzindo tanto neutrinos quanto raios gama.
Astronomia além da luz
Este é o primeiro mapa de qualquer objeto astronômico feito com partículas de matéria em vez de radiação eletromagnética. A descoberta abre caminho para futuras observações que podem revelar características ocultas da Via Láctea nunca antes vistas pela humanidade.
Segundo Ignacio Taboada, porta-voz do IceCube, “a forte evidência da Via Láctea como fonte de neutrinos de alta energia sobreviveu a testes rigorosos pela colaboração. Agora o próximo passo é identificar fontes específicas dentro da galáxia”.
Aplicações e perspectivas
No Brasil, o detectado de neutrinos vem ganhando importância com a participação de pesquisadores brasileiros em colaborações internacionais. A astronologia de neutrinos complementa observações em luz visível, ondas de rádio, infravermelho, raios X e raios gama, oferecendo uma visão completamente nova do universo.
O projeto IceCube é financiado e operado principalmente por meio de uma concessão da Fundação Nacional de Ciência dos EUA à Universidade de Wisconsin-Madison. A coleta de dados continua, e cientistas esperam que futuras melhorias na resolução do detector revelem fontes de neutrinos ainda não identificadas dentro da Via Láctea.