Nas profundezas do subsolo, um telescópio poderá em breve detectar fantasmas de estrelas que morreram antes da existência da Terra

Este artigo foi publicado originalmente em A conversa. A publicação contribuiu com o artigo para Space.com’s Vozes de especialistas: artigos de opinião e insights.

Pablo Martínez Mirave é pós-doutorado em Astrofísica Teórica de Partículas no Instituto Niels Bohr, Universidade de Copenhague.

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No entanto, o que podemos ver com os nossos olhos, ou mesmo com telescópios poderosos, quando estas estrelas morrem, é apenas uma pequena fração da história. Porque a maior parte da energia de uma supernova é transportada por neutrinosestas são partículas quase invisíveis, muitas vezes chamadas “partículas fantasmas” porque eles passam por quase tudo em seu caminho.

Os cientistas estão finalmente prestes a ver esses mensageiros fantasmagóricos. Com a ajuda de um telescópio extremamente poderoso enterrado profundamente no subsolo no Japão, os astrónomos poderão conseguir vislumbrar estes “fantasmas” estelares – e com eles os restos de explosões de estrelas que morreram há cerca de 10 mil milhões de anos.

Telescópio Super-Kamiokande do Japão recebendo uma atualização, o que aumenta significativamente sua capacidade de detectar neutrinos de supernovas.

Para mim, como astrofísico de partículas, esta seria provavelmente uma das conquistas científicas mais emocionantes da minha vida. Na verdade, isso significaria que poderíamos ver partículas que foram produzidas mesmo antes da existência da Terra, já que o telescópio é agora sensível o suficiente para captar o tênue “brilho” de todas as estrelas em explosão no universo.

Explorando um detector subterrâneo de neutrinos de US$ 100 milhões | Os maiores mistérios da ciência | BBC Ciências da Terra – YouTube

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Tudo isso é possível porque os neutrinos quase nunca interagem com nada. Eles não têm carga elétrica. Assim, eles podem viajar pelo espaço – e até por planetas inteiros – sem serem absorvidos ou dispersos, de modo que quase nada pode detê-los.

Na verdade, milhares de milhões destas partículas fantasmagóricas são passando pelo seu corpo a cada segundo – e você nem percebe – e alguns deles viajaram por mais de 10 bilhões de anos para chegar aqui.

depois da explosão de tal estrela.

O núcleo em colapso se torna um buraco negro? Ou forma um tipo diferente de estrela conhecida como estrela de nêutrons , que então esfria lentamente com o tempo? Uma estrela de nêutrons é um objeto incrivelmente denso, com apenas 20 quilômetros de diâmetro, aproximadamente o tamanho de uma grande cidade ou aproximadamente o comprimento de Manhattan.

Se os cientistas conseguirem detectar o sinal combinado de todas as supernovas que já ocorreram, isso nos deixaria mais perto de sermos capazes de responder a estas questões. Também nos permitiria estudar as mortes de estrelas ao longo de toda a história do Universo, utilizando partículas que viajam na nossa direção há milhares de milhões de anos sem nunca parar.

As supernovas são raras na nossa galáxia, acontecendo apenas uma vez a cada poucas décadas. Mas em todo o universo, uma estrela massiva explode numa supernova aproximadamente uma vez a cada segundo. Quando explodem, liberam uma energia enorme: apenas cerca de 1% é luz visívelenquanto 99% escapam como neutrinos.

Embora estes neutrinos sejam quase invisíveis, eles carregam a história de todas as estrelas que já explodiram – e agora, pela primeira vez, podemos ser capazes de capturá-los.

Portanto, se 2026 trouxer a primeira detecção clara, marcará uma nova era na astronomia. Pela primeira vez, não observaremos apenas as explosões brilhantes de estrelas próximas, mas também a história coletiva de todas as estrelas massivas que já viveram e morreram.

E tudo começa com um telescópio enterrado nas profundezas do Japão, observando pacientemente o brilho fraco e fantasmagórico das explosões mais antigas do universo.