Telescópio revela pistas sobre origem misteriosa dos raios cósmicos

Novas observações muito detalhadas dos restos de uma supernova com mil anos de idade obtidas por um telescópio do European Southern Observatory (ESO) revelaram pistas sobre a origem dos raios cósmicos. Pela primeira vez, as observações sugerem que a presença de partículas muito rápidas nos restos de supernova podem ser as percursoras dos raios cósmicos. Os resultados foram publicados nesta quinta-feira na revista científica Science.

No ano de 1006, foi vista no céu austral uma nova estrela, registrada em todo o mundo. Era muitas vezes mais brilhante que o planeta Vênus e pode ter mesmo rivalizado com o brilho da Lua - tão brilhante em seu máximo que produzia sombras e podia ser vista durante o dia. Mais recentemente, os astrônomos identificaram o local dessa supernova e deram-lhe o nome de SN 1006. Encontraram também um anel de material brilhante em expansão na constelação austral do Lobo, que constitui os restos dessa vasta explosão.
Durante muito tempo, suspeitou-se que tais restos de supernova pudessem ser o local onde alguns raios cósmicos se formariam. Os raios cósmicos são partículas de energia muito elevada que têm origem fora do Sistema Solar e que viajam quase à velocidade da luz. Mas, até agora, a maneira como estes raios se formam permanecia um mistério.

Estudo mostra pistas sobre o mistério
Uma equipe de astrônomos liderados pela cientista Sladjana Nikolić utilizou o telescópio para observar, com o maior nível de detalhamento até hoje, o resto da supernova SN 1006, com mais de mil anos de idade. A equipa pretendia estudar o que acontece na zona onde o material ejetado a alta velocidade pela supernova entra em contato com a matéria interestelar estacionária - a frente de choque. Esta frente de choque, que se expande a enorme velocidade, é semelhante à explosão sônica produzida por um avião que entra em velocidade supersônica e é um candidato natural a um acelerador de partículas cósmicas.

Pela primeira vez, a equipe obteve não apenas informação sobre o material na frente de choque em determinado ponto, mas construiu igualmente um mapa das propriedades do gás e de como é que essas propriedades variam ao longo da frente de choque, o que forneceu pistas vitais para o mistério.​

Os resultados foram considerados surpreendentes, sugerindo que existem no gás muitos prótons deslocando-se a alta velocidade na região do choque. Embora estes não sejam os muito procurados raios cósmicos de alta energia propriamente ditos, podem muito bem ser as “partículas semente” necessárias, que irão seguidamente interagir com o material da frente de choque de modo a atingir as energias extremamente elevadas necessárias a que voem pelo espaço como raios cósmicos.

O estudo foi o primeiro a utilizar um espetrógrafo de campo integral para investigar as propriedades das frentes de choque de restos de supernova com o máximo detalhe. A equipe espera agora aplicar o método a outros restos de supernova.

O co-autor Glenn van de Ven, também do Instituto Max Planck para a Astronomia, conclui: “Este tipo de aproximação observacional inovadora pode bem ser a chave para resolver o mistério de como é que os raios cósmicos se formam nos restos de supernova.”