Um enorme complexo de telesca³pios no Tibete capturou a primeira evidência de raios gama de energia ultra-alta espalhados pela Via La¡ctea. As descobertas oferecem a prova de que aceleradores estelares não detectados emitem raios ca³smicos, que flutuaram ao redor de nossa gala¡xia por milhões de anos. A pesquisa serápublicada na revista Physical Review Letters na segunda-feira, 5 de abril.

"Encontramos 23 raios gama ca³smicos de ultra-alta energia ao longo da Via La¡ctea", disse Kazumasa Kawata, um co-autor da Universidade de Ta³quio. "A energia mais alta entre eles equivale a um recorde mundial: quase um petaelanãtron volt."

Isso étrês ordens de magnitude maior do que qualquer raio gama induzido por raios ca³smicos - ou qualquer parta­cula que os humanos aceleraram em laboratórios de última geração na Terra.

Desde 1990, dezenas de pesquisadores da China e do Japa£o caçaram os evasivos raios gama ca³smicos de alta energia. A Colaboração Tibet ASγ fez sua descoberta usando quase 70.000 metros quadrados de matrizes de solo e detectores de maºons subterra¢neos no Plata´ Tibetano, situado a mais de 14.000 panãs acima doníveldo mar.

"Os cientistas acreditam que os raios gama de alta energia podem ser produzidos pela interação nuclear entre os raios ca³smicos de alta energia que escapam das fontes gala¡cticas mais poderosas e o gás interestelar da Via La¡ctea", disse Huang Jing, coautor do Instituto de Fa­sica de Altas Energias da China Academia de Ciências.

Chen Ding, dos Observatórios Astrona´micos Nacionais da Academia Chinesa de Ciências, outro co-autor, acrescentou: "A detecção de raios gama difusos acima de 100 teraelanãtrons volts éa chave para entender a origem dos raios ca³smicos de energia muito alta, que tem sido um mistério desde sua descoberta em 1912. "

Os experimentos com bala£o identificaram pela primeira vez os raios ca³smicos, revelando que eles eram a principal fonte de radiação na Terra. Os raios ca³smicos sãopartículas altamente energanãticas, principalmente pra³tons, que viajam pelo Espaço. Milhaµes dessaspartículas passam por seu corpo todos os dias. (Eles são considerados inofensivos.)

"Vivemos juntos com maºons de raios ca³smicos, embora geralmente não sejamos sensa­veis a eles", disse Kawata. "Nãoéuma fantasia pensar onde e como esses raios ca³smicos são produzidos e acelerados, viajando atéa Terra?"

Uma teoria popular argumenta que os aceleradores conhecidos como "PeVatrons" emitem raios ca³smicos com energias de atéum petaelanãtron volt (PeV). Possa­veis PeVatrons incluem explosaµes de supernovas, regiaµes de formação de estrelas e o buraco negro supermassivo no centro de nossa gala¡xia.

Atéagora, ninguanãm detectou tais aceleradores. Se os PeVatrons existem, seus raios ca³smicos devem deixar rastros de raios gama brilhantes espalhados pela gala¡xia. O novo estudo relata a primeira evidência dessa nanãvoa altamente energanãtica.

"Esses raios gama não apontam para as fontes de raios gama de alta energia mais poderosas conhecidas, mas se espalham ao longo da Via La¡ctea", disse Masato Takita, co-autor e colega de Kawata. "Nossa descoberta confirma evidaªncias da existaªncia de PeVatrons."

Os pesquisadores agora querem determinar se os prova¡veis ​​PeVatrons estãoativos ou mortos.

"Dos PeVatrons mortos, que estãoextintos como os dinossauros, são podemos ver a pegada - os raios ca³smicos que eles produziram ao longo de alguns milhões de anos, espalhados pelo disco gala¡ctico", disse Takita.

"Mas se pudermos localizar PeVatrons reais e ativos, podemos estudar muito mais questões", disse ele. "Que tipo de estrela emite nossos raios gama sub-PeV e raios ca³smicos relacionados? Como uma estrela pode acelerar os raios ca³smicos atéas energias PeV? Como os raios se propagam dentro de nosso disco gala¡ctico?"

Outras direções futuras incluem procurar pegadas PeVatron no hemisfanãrio sul e confirmar os resultados de raios gama usando detectores de neutrino na Anta¡rtica e além .

A pesquisa também pode ajudar na busca pela matéria escura. Detectores subterra¢neos permitiram que os pesquisadores cortassem o rua­do de fundo de raios ca³smicos, revelando o tipo de raios gama difusos e puros previstos para emanar da matéria escura.

"Podemos reduzir o fundo de raios ca³smicos por um fator de um milha£o. Então, vemos um canãu de raios gama de alta pureza", disse Takita.

A realização experimental move os fa­sicos significativamente mais perto de descobrir onde nascem os raios ca³smicos.

"Este trabalho pioneiro abre uma nova janela para a exploração do universo extremo", disse Huang. "As evidaªncias observacionais representam um marco importante para a revelação das origens dos raios ca³smicos, que intrigam a humanidade hámais de um século."