Debaixo da paisagem branca do Polo Sul existe um telescópio diferente de qualquer observatório convencional. Ele não tem espelhos apontados para o céu. Em vez disso, usa um quilômetro cúbico de gelo antártico e milhares de sensores para procurar neutrinos no IceCube, partículas tão discretas que bilhões delas atravessam nosso corpo e o planeta a cada segundo.
Os neutrinos receberam o apelido de “partículas fantasma” porque quase não interagem com a matéria. Justamente por isso são difíceis de detectar — mas também conseguem trazer informações de regiões extremas do Universo sem serem desviados ou absorvidos no caminho.
O que são neutrinos?
Neutrinos são partículas elementares, sem carga elétrica, produzidas em reações nucleares. Eles surgem no interior do Sol, em explosões de estrelas, em reatores nucleares e perto de alguns dos objetos mais energéticos do cosmos.
Existem três tipos conhecidos, chamados de “sabores”: neutrino do elétron, do múon e do tau. Durante a viagem, eles podem mudar de um tipo para outro. Essa oscilação demonstrou que possuem massa, embora ela seja extremamente pequena e ainda não tenha sido medida com precisão.
Como o gelo vira um telescópio?
O IceCube Neutrino Observatory foi instalado entre 1,5 e 2,5 quilômetros de profundidade no gelo do Polo Sul. Seus sensores fotossensíveis ficam distribuídos em longas linhas verticais, formando uma rede gigantesca dentro do gelo transparente.
Na rara ocasião em que um neutrino interage com o gelo, partículas carregadas podem ser produzidas. Elas atravessam o material em velocidade superior à da luz naquele meio — sem ultrapassar a velocidade da luz no vácuo — e geram um brilho azulado chamado radiação Cherenkov. Os sensores registram a intensidade e o tempo de chegada desses flashes.
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A partir desse padrão, computadores ajudam os cientistas a reconstruir a direção e a energia do evento. O desafio é separar os sinais raros dos neutrinos cósmicos de uma quantidade enorme de partículas produzidas na própria atmosfera terrestre.
Por que instalar o detector na Antártida?
O gelo profundo do Polo Sul é muito antigo, escuro e transparente. Essas características permitem que os pequenos flashes de luz se propaguem até os sensores com menos interferência. A enorme quantidade de gelo também aumenta a chance de ocorrer uma interação detectável.
A Terra funciona como um filtro natural. Quando o IceCube detecta uma partícula que chegou “de baixo”, ela pode ter atravessado o planeta antes de alcançar o observatório. Outras partículas não fariam esse percurso com tanta facilidade.
Uma nova maneira de observar o Universo
O IceCube já identificou neutrinos de alta energia vindos de fora da Via Láctea e ajudou a relacionar alguns sinais a fenômenos como blazares, galáxias com buracos negros supermassivos ativos. Em vez de observar apenas luz, a astronomia passa a usar outro mensageiro cósmico.
No Brasil, pesquisadores do Observatório Nacional estudam como a massa dos neutrinos influencia a formação das grandes estruturas do Universo. Essas partículas podem deixar marcas na maneira como matéria, galáxias e aglomerados se distribuíram ao longo do tempo.
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Fonte consultada
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