Cientistas explicam de onde vêm os raios cósmicos mais poderosos do Universo (IMAGEM)

A morte explosiva de estrelas, como as supernovas, sempre foi considerada uma possível fonte dos raios cósmicos mais energéticos que atingem a Terra. No entanto, quando se trata das partículas mais poderosas já detectadas, os cientistas ainda têm dúvidas sobre se esses eventos estelares extremos são realmente capazes de produzi-las. A complexidade dos campos magnéticos galácticos torna difícil rastrear a origem dessas partículas, o que mantém o mistério em aberto.

Simulações recentes feitas por uma equipe internacional de físicos publicadas em um artigo na revista Astronomy & Astrophysics reacenderam a esperança de que as supernovas possam, sim, ser responsáveis por essas partículas de altíssima energia. Os modelos sugerem que há uma janela de tempo muito curta, logo após o colapso estelar, em que as condições podem ser ideais para acelerar partículas a níveis extremos, tornando a estrela moribunda um dos aceleradores mais potentes do Universo.

A busca por essas fontes vem de longa data. Há mais de um século que os cientistas observam os céus, tentando identificar os fenômenos que geram os raios cósmicos. No entanto, como essas partículas são carregadas, elas são desviadas por campos magnéticos interestelares, o que dificulta rastrear sua origem direta. Por isso, os pesquisadores buscam pistas indiretas, como assinaturas físicas em remanescentes de supernovas.

Um exemplo é a supernova de Tycho, observada em 1572. Esse evento, causado pela explosão de uma anã branca, gerou campos magnéticos intensos ao colidir com o material ao seu redor. No entanto, análises recentes publicadas em 2023 mostraram que esses campos não são tão eficientes quanto se pensava na aceleração de partículas, o que levanta dúvidas sobre o papel das supernovas nesse processo.

Apesar disso, os cientistas não descartam completamente as supernovas como fontes de raios cósmicos de altíssima energia. Eles apontam que, em casos específicos, como em ambientes extremamente densos ao redor da estrela, a aceleração pode ser muito mais eficiente. Isso depende de uma combinação precisa de fatores, especialmente do momento em que a onda de choque da explosão interage com o meio ao redor.

Essas partículas superenergéticas, conhecidas como PeVatrons, são raras e muito mais poderosas do que qualquer coisa que os humanos conseguiram produzir em aceleradores de partículas. A hipótese é que apenas supernovas muito jovens, com material denso ao redor, podem gerar a turbulência magnética necessária para impulsionar partículas a energias de peta-elétron-volt (PeV).

O fator decisivo, segundo os pesquisadores, é o tempo. Apenas nas primeiras décadas após a explosão a densidade do ambiente ao redor é suficiente para permitir a aceleração até esses níveis. Isso explicaria por que é tão difícil detectar essas fontes.

Se a supernova de Tycho tivesse ocorrido um pouco mais tarde, talvez os cientistas tivessem conseguido observar uma chuva de partículas de energia extrema. A esperança agora é que, no futuro, outra supernova próxima ocorra sob condições ideais, oferecendo uma oportunidade única de resolver o enigma dos PeVatrons e entender melhor os mecanismos mais extremos do cosmos.