Cientistas detectam 'maior

Jul 03, 2023

Mais Un Nisa

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A recente descoberta da luz de maior energia vinda do Sol deixou os cientistas perplexos.

A nova descoberta é baseada em seis anos de dados avaliados por pesquisadores da Michigan State University.

Este tipo de luz, conhecida como raios gama, detectada no Sol é muito mais brilhante do que os cientistas previram.

“O sol é mais surpreendente do que pensávamos. Pensávamos que tínhamos descoberto esta estrela, mas não é o caso”, disse Mehr Un Nisa, coautor do estudo, num comunicado oficial.

O Sol emite energia em vários comprimentos de onda, um dos quais é a luz visível que transporta cerca de um elétron-volt de energia.

Desde a década de 1990, os cientistas especulam que os raios gama podem ser produzidos pelo Sol quando os raios cósmicos de alta energia de um buraco negro ou supernova colidem com os seus prótons. No entanto, os cientistas levantaram a hipótese de que seria extremamente raro que esses raios gama alcançassem a Terra.

Surpreendentemente, Nisa e os seus colegas descobriram raios gama com uma energia invulgarmente elevada de um bilião de electrões-volt, ou um tera electrão-volt (em resumo, 1 TeV).

“Depois de analisar dados de seis anos, surgiu esse excesso de raios gama. Quando vimos pela primeira vez, pensamos; nós definitivamente bagunçamos tudo. O Sol não pode ser tão brilhante com estas energias”, disse Nisa.

Em 2011, a chegada do Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi da NASA resultou na primeira observação de raios gama com enorme energia de mais de um bilhão de elétron-volts.

A medição do Fermi dos raios gama do Sol estimou a energia máxima em cerca de 200 bilhões de elétron-volts.

O novo estudo mostra que a energia dos raios gama pode exceder em muito este valor. Na verdade, poderia estender-se ao máximo na faixa de TeV – até cerca de 10 TeV.

No entanto, os cientistas ainda não têm certeza de como estes raios gama adquirem uma energia tão extraordinariamente elevada.

Jordan A. Goodman/Wikimedia Commons

Segundo os autores, os raios gama deixam “assinaturas reveladoras” que podem ser vistas na atmosfera.

Um Observatório Cherenkov de Água de Alta Altitude especializado, ou HAWC, identificou este sinal.

HAWC é diferente do telescópio convencional. Emprega uma rede de 300 tanques de água colossais, cada um contendo cerca de 200 toneladas métricas de água. A rede está localizada no México, a mais de 13.000 pés acima do nível do mar, entre dois cumes vulcânicos adormecidos.

“A partir deste ponto de vista, pode-se observar as consequências dos raios gama atingindo o ar na atmosfera. Essas colisões criam o que chamamos de chuvas de ar, que são um pouco como explosões de partículas imperceptíveis a olho nu”, explicou o comunicado.

Quando as partículas da chuva atingem a água dos tanques do HAWC, elas produzem o que é conhecido como radiação Cherenkov, que pode ser detectada pelos equipamentos do observatório.

“Atualmente, a descoberta cria mais perguntas do que respostas. Os cientistas solares vão agora coçar a cabeça sobre como exactamente estes raios gama atingem energias tão elevadas e qual o papel que os campos magnéticos do Sol desempenham neste fenómeno”, concluíram.

O estudo foi publicado na revista Physical Review Letters.

Resumo do estudo:

Relatamos a primeira detecção de um fluxo de raios γ TeV do disco solar (6.3σ), com base em 6,1 anos de dados do observatório High Altitude Water Cherenkov (HAWC). O espectro de 0,5–2,6 TeV é bem ajustado por uma lei de potência, dN/dE=A(E/1 TeV)−γ, com A=(1,6±0,3)×10−12 TeV−1 cm−2 s−1 e γ=3,62±0,14. O fluxo mostra uma forte indicação de anticorrelação com a atividade solar. Esses resultados ampliam a emissão brilhante e dura de GeV do disco observado com o Fermi-LAT, aparentemente devido aos raios cósmicos galácticos hadrônicos que caem sobre os núcleos na atmosfera solar. No entanto, os modelos teóricos atuais são incapazes de explicar os detalhes de como os campos magnéticos solares moldam estas interações. A detecção de TeV do HAWC aprofunda assim os mistérios da emissão do disco solar.