A Partícula Fantasma

Neutrino Gerado por Buraco Negro a 3,7 biliões de anos-luz da Terra (mais especificamente por um blazar, no coração de uma galáxia a cerca de 4 mil milhões de anos-luz de distância na direcção da constelação de Orionte/Órion): A mais fantástica descoberta dos últimos tempos neste admirável mundo novo em que vivemos. «Em Busca do Neutrino Perdido» ou jamais considerado pela dificuldade na sua observação em existência real, esta fantasmagórica partícula mas de alta energia, revelou-se agora em concepção e origem, revolução e vertigem, de como são geradas estas partículas subatómicas do Cosmos. O Alerta está dado!

                                                         - Alerta de Neutrino! -
Antes mesmo de ser uma outra inolvidável descoberta que o Homem já alcançou, é o cume daquela quase intransponível  e incomensurável montanha de toda a Humanidade, não em descobrir uma «agulha no palheiro», mas antes, de encontrar um dos mais poderosos elementos do Universo - ainda que seja invisível, indivisível ou quase indescritível ao conhecimento humano...

Segundo a agência Reuters, em 2016, cientistas do CERN presentearam-nos com a fulgurante revelação/divulgação de que era possível que a Velocidade da Luz - uma barreira que no início do século XX Albert Einstein definiu como intransponível - tenha sido superada; ou seja, existe uma Partícula Mais Rápida Que a Luz! E essa partícula tem um nome: Neutrino!

As Descobertas de Neutrinos repetem-se então em catadupa e, pelos vistos, à velocidade da luz... Em 2016 foi assim (no envio de neutrinos pelos investigadores do CERN, na Suíça, para Gran Sasso, na Itália, no que foi descoberto estas partículas subatómicas chegarem a 60 bilionésimos de segundo antes da luz). E tudo começou por, já em 2013, o «caçador» de neutrinos - IceCube - ter feito a sua primeira diligência em busca e rastreio destas partículas-fantasma.

Mas seria a experiência de 2016 que faria o seu marco na História como: «A Maior Descoberta Científica das Últimas Décadas», segundo a comunidade científica mundial. E não era para menos. Mas depressa haveria a mudança de cadeiras ou de lugar no pódium, pois outras lhe sucederiam em autêntica revolução da Física e da Astrofísica.

Durante décadas, os Astrónomos e Astrofísicos debateram-se por saber a origem cósmica destas ínfimas partículas subatómicas sem grande sucesso. Até ao momento.

Uma equipe multidisciplinar de investigadores/pesquisadores detectou um Neutrino que foi gerado num Buraco Negro Supermassivo, a 3,7 biliões de anos-luz da Terra - na constelação de Órion ou Orionte - em publicação na revista científica Science de 12 de Julho de 2018.


Observatório de Neutrinos «IceCube» (ICECUBE/NSF): O fabuloso detector de neutrinos que desde 2013 (na sua primeira detecção de neutrinos cósmicos de alta energia), iniciaria assim a sua epopeia de distribuição de alertas sobre Novos Neutrinos por meados de Abril de 2016. Em Setembro de 2017 a surpresa não foi menor: Os Neutrinos interagem (embora «muito fracamente») com a matéria! Esta pesquisa teve a intervenção dos cientistas, Doug Cowen, Derek Fox e Azadeh Keivani, da reputada Universidade Penn State, na Pensilvânia (EUA).

No detector de partículas chamado «Oscillation Project with Emulsion-tRackin Apparatus» (OPERA), localizado no laboratório nacional de San Grasso, em Itália, efectuou-se a famosa descoberta de que os neutrinos batiam a velocidade da luz (em 2016).

Durante 3 anos foi registado pelos cientistas os 16 mil viajantes do CERN (que deixaram um registo no OPERA, pelas 16 mil vezes em que foram testados e usados nesta tão criteriosa experiência europeia), descobrindo-se de que, as partículas, percorriam  os 730 quilómetros em 2,43 milissegundos - 60 nanossegundos mais rápido do que o esperado se tivessem «viajado» à velocidade da luz.

Em relação à última descoberta - do neutrino identificado como IceCube 170922A que foi localizado pelo detector antárctico IceCube no dia 22 de Setembro de 2017 - verificou-se que esta partícula subatómica possuía uma energia de 300 triliões de electrão-volts (ou elétron-volts).

"Esta identificação inicia um novo campo da Astronomia de Alta Energia de Neutrinos, que esperamos possa gerar avanços emocionantes na nossa compreensão do Universo e da Física fundamental, incluindo como e onde são produzidas estas partículas de alta energia." (Afirmação de Doug Cowen, da Universidade Penn State da Pensilvânia, nos EUA)

Cientificamente, sabe-se que estas Partículas Subatómicas possuem uma extraordinária energia de milhares a milhões de vezes maiores às obtidas pelo Grande Colisor de Hadrões (LHC - Large Hadron Collider - da Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear), que é até ao momento também, o maior acelerador de partículas e o de maior energia existente do mundo!

A Detecção Regular de Neutrinos - partículas elementares de massa muito pequena (similar à do electrão e desprovidas de carga eléctrica) - desencadeou então uma sequência automatizada de observações de Raios-X e ultravioleta por parte do Observatório Neil Gehrels Swift da NASA e de outros 13 centros associados ou em funcionalidade e interacção multicêntricas/policêntricas.

Provindo tudo de uma nova análise feita do conjunto completo de dados do equipamento do IceCube para essa determinada região celeste, estas observações proporcionaram assim uma clara evidência de que este neutrino havia sido gerado por um Buraco Negro Supermassivo a 3,7 biliões de anos-luz da Terra. Buraco Negro esse, conhecido há muito pelos astrónomos pelo nome de: TXS 0506 + 056.

"Durante 20 anos, um dos nossos sonhos foi identificar as fontes de neutrinos cósmicos de alta energia, e parece que finalmente conseguimos." (Reiterou em efusiva e óbvia comemoração pelo feito, o cientista norte-americano Doug Cowen, imbuído nesta investigação do neutrino IceCube)

Totalmente operacional desde 2010, o IceCube investe-se como observatório subterrâneo na dimensão de um quilómetro quadrado, situando-se a uma profundidade entre 1500 e 2500 metros nos gelos da Antárctida, possuindo mais de 5 mil detectores ópticos, que são sensíveis aos impulsos de luz azul gerados pelas interacções dos neutrinos com o gelo.

Esta espécie de «Telescópio de Neutrinos» mede desta forma o fluxo de Neutrinos de Alta Energia, na persecutória tentativa de determinar as fontes cósmicas que os produziram. Por muito que se especulasse que esses neutrinos pudessem vir do interior de Aceleradores Cósmicos - como buracos negros, pulsares ou núcleos galácticos activos -  só agora se identificou e, pela primeira vez se oficializou, onde terão sido originados ou criados.


SN 1987A - Supernova 1987A (Imagem do Hubble, da NASA). Um dos maiores eventos cósmicos: As Explosões de Supernovas; nelas, estão os nossos neutrinos. De início, os cientistas arrogavam que os neutrinos não viajavam à velocidade da luz (ou mais rapidamente do que ela), não interagiam com a matéria e não possuíam carga. Mas, à medida que as descobertas se vão edificando e reestruturando em maior conhecimento sobre os neutrinos, o que ontem era dado como verdadeiro, hoje pode ser falso ou não totalmente cingido àquela verdade científica que até aqui nos foi dada como garantida...

Neutrinos: o que são...???
Numa explicação sintetizada e talvez não muito técnica ou minuciosamente científica para que seja melhor entendida ou compreendida por todos, os Neutrinos são: Partículas Subatómicas (como o electrão e o protão), sem carga eléctrica (como o neutrão) muito pequenas e ainda pouco conhecidas ou no geral escassamente divulgadas.

Sabia-se até ao momento que, os Neutrinos, eram gerados em grandes eventos cósmicos - como a Explosão de Supernovas -  em reacções nucleares no interior do Sol e também por aceleradores de partículas.

Enaltecia-se que viajavam a velocidades perto da luz, e que se estima agora que não só se aproximam dela como a ultrapassam; ou seja, batem a velocidade da luz, sendo mais rápidos que esta (numa consideração científica que ainda terá de passar pelo filtro/crivo e, pela exígua autenticação dos grandes mestres da Ciência, da Física e da Astrofísica), conseguindo atravessar a matéria praticamente sem interagir com ela. Segundo esta concepção científica, como não possuem carga, não são afectados pela Força Electromagnética.

Eram assim descritos os Neutrinos. Até surgir esta revolução de conhecimento actual sobre eles e o que, indefectivelmente, exortam e são oriundos. No entanto, as bases estão lá. Existem assim três neutrinos distintos; são eles:

O Neutrino do Muão (ou múon), o Neutrino do Tau (da família dos leptões) e o Neutrino do Electrão (ou elétron). Até que algo mais seja encontrado é esta a verdade sobre os neutrinos, pois que, muitos cientistas defendem inclusive que os neutrinos possuem massa e outros o desmentem acirrada e categoricamente.

Mesmo que os «pilares» da Física Moderna possam ser por vezes abanados tal como terramoto insistente, o certo é que nada desmotiva estes cientistas na procura da verdade (ainda que fiquem suspensos por determinado tempo na investigação em busca dessa absoluta verdade); e assim haja defensores ou opositores do que entretanto se vai descobrindo.

Em 1987, os cientistas detectaram com grande entusiasmo, neutrinos vindos de fora do nosso Sistema Solar; nomeadamente de uma Supernova próxima da Terra. Mas estes neutrinos eram de baixa energia. Só em 2013 é que o Observatório Subterrâneo - IceCube - conseguiu detectar pela primeira vez, os tais neutrinos cósmicos de altíssima energia. Desde então já foram captados 82 neutrinos de alta energia. Um inolvidável feito, sem dúvida!

Em 2001, o telescópio AMANDA (Antarctic Muon and Neutrino Detector Array) detectou neutrinos de alta energia. Este telescópio - AMANDA - enterrado a 1500 metros no gelo da Antárctida, teve a sumptuosidade e, a alegoria, de captar então uns Neutrinos Atmosféricos que são criados quando os raios cósmicos embatem na atmosfera da Terra. Isto é, uma partícula vinda do Espaço - como um protão ou um neutrão - que interage com o ar da atmosfera, resultando assim num... Neutrino!


(Imagem concedida pelo ICECUBE/NSF): Ilustração que retrata ao pormenor a interacção de um neutrino no gelo - na Antárctida - quando passa por um detector do IceCube. A verdadeira e mais gulosa cobiça dos cientistas: Os Neutrinos Cósmicos de Alta Energia! Tal como predadores no terreno, os cientistas, buscam-nas incessantemente - e consideram-nas, a estas subatómicas partículas, os fantasmagóricos mensageiros do Universo. Nem mais. Que os leva a considerar tal? Será mesmo necessário reformulá-lo, pelo que viajam por milhares de milhões de anos-luz numa intemporal resiliência sem precedentes?! Quem nos dera sermos como eles, os neutrinos...

Eu, Neutrino me confesso...
«Não somos partículas fáceis. Designam-nos por partículas subatómicas, elementares por assim dizer, muito sensíveis, esquivas e até invisíveis aos maiores olhares sobre nós.Temos pouca massa. Somos magricelas, portanto. E carga eléctrica nula. Não nos desviamos da nossa trajectória nem um milímetro, mesmo que os campos magnéticos nos queiram transtornar ou até transmutar - e praticamente não interagimos com a matéria.»

«Eu, e os meus irmãos neutrinos, a cada segundo que passa, milhares de milhões de outros meus «irmãos» atravessamos a Terra - e o vosso próprio corpo terrestre e humano - sem grandes interacções (ou preocupações) do que eles possam disso se aperceber, ou levemente percepcionar de toda a nossa existência. Somos perspicazes no envolvimento e na eficácia com que agimos; raramente nos deixamos detectar. Somos muito bons nisso!»

Se eu fosse um neutrino, não me distinguiria melhor. O culpado deste ensinamento, ou mais resumidamente deste alerta sobre neutrinos, foi (como já referido) o telescópio IceCube que armado em «bufo», avisou os outros seus amigos telescópios terrestres e espaciais (no solo e no espaço), na detecção e averiguação da possível origem de neutrinos num objecto distante através de um sistema de «Alerta de Neutrinos». Estava consumada a caça aos ditos; neste caso, aos Neutrinos.

«Não somos Fantasmas! Somos partículas apenas e tão-só... Muito evasivas!» Isto seria dito pelos mesmos - os Neutrinos - caso falassem. Como não falam, têm de ser os Astrofísicos a pronunciarem-se sobre os mesmos. E nós, comuns terrestres, ouvimo-los atentamente.

Cobiçados pelos cientistas tal como ostras ou caviar em gastronomia sobejamente apreciada no prato mais requisitado do mundo (desculpando-me desde já por tão estranha mas agraciada comparação), os nossos investigadores científicos há muito que andam atrás destes neutrinos de alta energia, como já se referiu até à exaustão.

Por grande parte (se não toda) da comunidade científica mundial se acresce de que, os Neutrinos de Alta Energia, são considerados fantasmagóricos mensageiros que viajam por milhares de milhões de anos-luz de distância do planeta Terra, transportando assim consigo uma condigna e quase perfeita informação, directamente dos confins do Universo.

Ou seja, são as partículas mais interessantes e inacessíveis, reportando um seu ADN miraculoso que provém de processos violentos e produtores de altas energias. Uns sobreviventes, portanto! Ou resilientes, em toda a sua magna energia até agora quase despercebida ou deficitariamente por nós humanos, compreendida...

Atravessam as Estrelas, os Planetas e os seus Sistemas Solares; os campos magnéticos e as Galáxias; as interferências (sem interferência gerada em si) e turbulências vindas de todo o Espaço, de todo o lado; o lixo espacial, além todos e quaisquer detritos cósmicos que passam por si. São quase os «Invencíveis do Espaço», os indetectáveis em geral. Quando são «apanhados», talvez se riam de nós, na essência subatómica da qual todos fazemos parte... e não só...


Ilustração/Representação de um Núcleo Galáctico Activo (Desy Science Communication Lab.): Neutrinos versus Raios Cósmicos, a idêntica realidade científica como partículas invisíveis que bombardeiam a nossa atmosfera. No entanto, diferem na interferência que sofrem (ou não) motivada pelos campos magnéticos que atravessam o cosmos, desviando-os; no caso dos neutrinos isto não se verifica. Daí que seja igualmente pertinente o estudo agora incitado e, impulsionado, sobre os raios cósmicos (que se sabe serem oriundos de fora da nossa galáxia, sem se saber exactamente de onde).

"Esta, é a primeira prova de que uma galáxia activa emite neutrinos, o que significa que em breve poderemos começar a observar o Universo usando neutrinos, para assim aprendermos mais sobre esses objectos de uma forma que seria impossível só com luz." (A consideração de Marcos Santander, investigador da Universidade do Alabama, nos EUA, em comunicado oficial da sua instituição)

Neutrinos versus Raios Cósmicos Extra-galácticos
Os cientistas há muito que especulam que os Raios Cósmicos Mais Energéticos (à semelhança dos neutrinos) possam vir de fora do nosso sistema solar; assim como de restos de Supernovas, colisões de Galáxias, núcleos galácticos activos e até de Blazares.

Daí que, esta agora Detecção da Fonte de Neutrinos seja de enorme importância para a comunidade científica, no que vai poder abalizar e, julgar melhor, os critérios sobre a origem dos raios cósmicos. Descobertos em 1912 pelo físico Victor Hess - e observados pela primeira vez em 1938 pelo também físico Pierre Auger - os raios cósmicos são partículas invisíveis que emanam na nossa atmosfera.

"Encontrámos não apenas a primeira prova de uma fonte de neutrinos, mas também provas de que esta galáxia é um acelerador de raios cósmicos." (Esta a afirmação de Gary Hill, outro dos autores do estudo mas da Universidade de Adelaide, na Austrália, que corrobora neste igual sentido sobre a descoberta de neutrinos mas também de raios cósmicos)

"É interessante que tenha havido um consenso geral na comunidade astrofísica que considerava os Blazares como fontes improváveis de raios cósmicos, e agora, afinal, aqui estamos nós." (A assertiva e complementar afirmação de Francis Halzen, cientista na Universidade de Wisconsin-Madison (EUA) e também interveniente do IceCube)


Alerta de Neutrino: Algo que só o Telescópio Espacial Fermi (NASA) poderia destacar, detectando um neutrino de alta energia em 22 de Setembro de 2017, colocando a comunidade astronómica em polvorosa. Tudo começou quando o IceCube deu o sinal de alerta ou «caça ao neutrino», quando detectou um único neutrino de alta energia (290 TeV ou Tera electrões volt), significando que este neutrino vinha certamente de um objecto distante muito activo!

As Explicações Científicas
Comunicado do do Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas (LIP) - Instituição Portuguesa que teve um investigador seu envolvido neste estudo:

"Como a produção de neutrinos cósmicos é, segundo os modelos, sempre acompanhada de raios gama - fotões de alta energia - o IceCube enviou imediatamente um «Alerta de Neutrino» a todos os telescópios espalhados pela Terra e pelo Espaço, na esperança de que as suas observações permitissem identificar com precisão a Fonte."

«Ghostbusters» Os (caça-fantasmas) do Cosmos?!
Não será bem uma caça aos fantasmas, antes uma caça aos neutrinos, a bem dizer. Foi assim que o telescópio espacial Fermi, da NASA, observou emissões de uma fonte de Raios-Gama da mesma direcção de onde vinha o neutrino - nomeadamente o Blazar TXS 0506 + 056.

Seguidamente, tivemos o conhecimento de que o telescópio espacial Fermi se invectivou  no envio de um «telegrama astronómico» que fez com que outros 14 telescópios se escalonassem e apontassem na direcção da fonte observada.

Em cerca de 12 horas de observação, os telescópios espaciais de Raios-gama MAGIC (Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov Telescopes), nas ilhas Canárias, captaram assim a emissão de Raios-gama com energia mil vezes superior à observada pelo Fermi. Um excelente trabalho e empenho de todos os que receberam a mensagem do tal «Alerta de Neutrino».

A Fonte: Um blazar no coração de uma galáxia a cerca de 4 mil milhões de anos-luz de distância da Terra, em direcção à constelação de Orionte ou Órion (sendo esta uma das 88 constelações modernas). Este Blazar tem jactos de luz e partículas energéticas a velocidades próximas da velocidade da luz - e um deles está alinhado na direcção da Terra - segundo e ainda o comunicado da Universidade de Adelaide, na Austrália.

«Os Blazares, uma classe de núcleos galácticos activos,  com poderosos jactos relativísticos apontados para perto da nossa linha de visão, são importantes fontes candidatas de emissões de neutrinos de altíssima energia», lê-se em rigor e pujança científicas num dos dois artigos publicados na revista da especialidade «Science» (Julho de 2018) sobre esta temática.


Avanço Histórico: A confirmação oficial da existência de Ondas Gravitacionais! Ondas estas detectadas no dia 14 de Setembro de 2015. E isto, a mais de cem anos depois destas terem sido previstas por Albert Einstein. Um grupo de astrónomos disse ter conseguido, pela primeira vez, ouvir e gravar o som de dois Buracos Negros a colidirem a mil milhões de anos-luz de distância, produzindo as denominadas Ondas Gravitacionais. O anúncio, em 2016, foi realizado por cientistas afectos à LIGO - Observatório de Interferometria Laser de Ondas Gravitacionais dos EUA.

"Esta descoberta é emocionante para a Física e muito promissora para a Astrofísica e para a Astronomia." (A irrefutável afirmação do director do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos EUA, David Shoemacker)

Êxitos e Sucessos sobre o Cosmos
Está tudo em ebulição nas mentes e nas inteligências humanas que ilustram e exemplificam na perfeição, o que é ou pode ser, o resultado de tanto estudo e tantas investigações sobre as forças e as energias cósmicas que nos regem.

Está tudo em pulsante organização - por vezes em formação e organização multicêntrica ou policêntrica - no acordo que muitas Instituições, Universidades, Centros e Agências Espaciais (entre outros organismos) revertem em conhecimento e maiores conclusões sobre o Universo.

Neutrinos, Blazares, Raios Cósmicos, Ondas Gravitacionais e afins - neste imensurável mundo cosmológico em que vivemos, além todos os cientistas que os estudam, a estes fenómenos do espaço - que se enaltece e vangloria devidamente quem tantas horas se dedica ao estudo astrofísico dos elementos. Entre outras variações ou mesmo divagações que os cientistas alocam e, elencam, em argumentação científica reconhecidamente estudada e honrada.

São todos grandes avanços históricos, épicos momentos e acontecimentos sobre fenómenos celestes que até há pouco ainda desconhecíamos ou, duvidávamos, de que existissem.

O Mundo Cósmico espera-nos. Muitos sabem disso. Daí que eu focalize e, evidencie, um dos nossos mais endeusados cientistas que, em solo português, nos concede a sua graça de inteligível sapiência e eloquência em relação a estes temas.

"É um resultado que vai estar nos Livros de Física do Futuro!" Quem o afirma assim é nada menos nem mais do que o eminente astrofísico italiano, Alessandro de Angelis (a exercer presentemente no LIP, em Lisboa, Portugal).

Alessandro de Angelis - um dos autores do estudo que fez parte da prestigiada equipa dos telescópios Fermi e MAGIC, colaborando e participando como activo investigador no LIP (Laboratório de Instrumentação e Física experimental de Partículas), assume a sua total entrega a este projecto não só como investigador mas também como professor convidado do Instituto Superior Técnico de Lisboa (IST), em Portugal (UE). Daí que haja a urgência de rematar o assunto, averbando:

"Só foi possível com observações multi-mensageiro, que implicam partículas diferentes. Esta é a Nova Astronomia do século XXI, e este acontecimento é o segundo capítulo, nove meses depois do evento de uma «Onda Gravitacional em 2017", referindo-se à admirável detecção de 17 de Agosto de 2017, de uma onda gravitacional gerada pela colisão de duas estrelas de neutrões (a primeira, foi detectada em Setembro de 2015).

Encerrando com toda a veemência possível e respeito que tenho por todos os envolvidos nestes projectos científicos, o meu agradecimento e, um bem-haja a todos os que sabem - e sentem! - que a cosmogonia que nos é apresentada poderá ser, muito provavelmente, aquela ínfima parte de nós próprios em microcosmos biológico e planetário.

Tal como estabelecido com os fenómenos estelares, os seus objectos e elementos cósmicos, o Homem no seu todo, é essa mesma influência, interacção e conexão em toda a sua idiossincrática linha de inteligência, raciocínio e consciência. E talvez alguma coerência, por saber que ainda tão pouco sabe da infinitude e magnitude do Universo.

(Mas para lá caminhamos... sem fantasmas cósmicos ou sem particularidades que nos escapam das razões ou concepções que não conhecendo, mitificamos e até receamos sem grande convergência ou anuência de maiores conhecimentos).

Talvez quem sabe, em futuro próximo, muito próximo mesmo, não deixe de haver esses fantasmas em nosso redor, em nossa agonia ou até sobranceria de julgarmos estarmos sós e sermos peças fundamentais no Universo. Únicos e soberbos, atávicos ou estúpidos, grunhos ou tacanhos, malandros ou miseráveis. O inverso, é tudo o que podemos ser em sonho e probabilidade.

E aí, talvez o Universo nos dê uma chance - ao Homem, à Humanidade. E «Ele» nos relate, por fim e por sua vez, apenas a exacta abordagem multidisciplinar (não antagónica com outros saberes, outros credos e alguma fé) que estamos de facto no bom caminho, sem desvios e desconsiderações, num percurso que nos é devido e garantido de que, para o bem ou para o mal:

«Todos viemos das estrelas! Todos somos como elas, em energia e matéria, em pó e poeira cósmicas, em massa, dimensão e luz e alguma veneração, pois que o maior fantasma que nos persegue, é aquela vã mas eterna sombra que todos (alguma vez na vida) temos em nós de não perseguir sonhos ou deixá-los morrer à nascença.»

Não precisamos de lenitivos ou falsos paliativos se nos deixarmos morrer sem a esperança, essa mesma esperança de sentirmos que o saber faz a diferença e que, o Homem, jamais será uma partícula-fantasma mas um sonho por cumprir em toda a sabedoria que intui, em toda a espécie que flui, em toda a sua descendência e em enorme influência sobre o Universo; bom ou mau, cabe-nos a nós, a cada um de nós, reconhecê-lo e diferenciá-lo, quiçá desfrutá-lo, sem fantasmas em redor!!!