Físicos propõem nova teoria para a produção de neutrinos após obterem dados surpreendentes da "Galáxia Squid"

O neutrino é uma partícula subatômica sem carga elétrica e que interage com outras partículas apenas por meio da gravidade e da força nuclear fraca. É conhecido por suas características extremas: é extremamente leve, existe em enorme abundância e interage com a matéria de forma extremamente fraca. E por isso é chamado de “partícula fantasma”.

E físicos da Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA), da Universidade de Tóquio e da Universidade de Osaka, propuseram uma nova forma pela qual os neutrinos podem ser produzidos. Isso só foi possível graças a novos dados obtidos da Galáxia Squid.

A "Galáxia Squid" é o nome informal dado à galáxia espiral barrada Messier 77 (M77), também conhecida como NGC 1068. O apelido "Squid" (‘lula’, na tradução livre) se deve à sua estrutura filamentar que se estende e se curva ao redor do disco da galáxia, lembrando os tentáculos de uma lula.

Neutrinos energéticos vindos da Galáxia Squid

Primeiramente, vamos explicar como as informações foram obtidas. Sob o gelo da Antártica existe um conjunto de 5.160 sensores enterrados em 1 quilômetro cúbico de gelo que conseguem enxergar os neutrinos. Este conjunto é o chamado IceCube Neutrino Observatory, que busca eventos que podem ser produzidos por neutrinos ao atravessarem o gelo, interagirem com ele e criarem partículas carregadas.

Esses sensores detectaram um sinal de neutrino notavelmente forte acompanhado por uma emissão de raios gama surpreendentemente fraca na galáxia Squid, sugerindo que esses neutrinos podem ter sido produzidos de uma maneira diferente do que se pensava anteriormente.

Então, os físicos da UCLA usaram essas observações da galáxia para propor uma forma completamente nova pela qual os neutrinos podem ser produzidos.

E por que isso está intrigando os cientistas?

Até então, sabia-se que neutrinos energéticos de centros galácticos se originam de interações entre prótons e fótons, gerando raios gama de igual intensidade, ou seja, neutrinos com muita energia geralmente são pareados com raios Gama de muita energia também.

E a emissão de raios gama da galáxia Squid é significativamente menor do que o esperado e apresenta uma forma espectral distintamente diferente.

Qual a explicação dada pelos cientistas?

Os físicos sugerem que os neutrinos de alta energia da Galáxia Squid são resultado do decaimento de nêutrons quando os núcleos de hélio no jato da galáxia se rompem sob a radiação ultravioleta intensa. Quando os núcleos de hélio colidem com fótons ultravioleta emitidos pela região central da galáxia, eles se fragmentam e liberam nêutrons que posteriormente decaem em neutrinos.

Adicionalmente, os elétrons gerados pelos decaimentos nucleares interagem com a radiação circundante, criando raios Gama consistentes com a menor intensidade observada. Isso explica por que o sinal do neutrino ofusca dramaticamente a emissão de raios Gama e é responsável pelo espectro de energia distinto observado em neutrinos e raios Gama.

Koichiro Yasuda, da UCLA e autor principal do estudo, comentou em um comunicado que o hélio é a origem mais provável dos neutrinos que eles observaram na galáxia Squid. Concluindo: este estudo revela a existência de fontes astrofísicas ocultas de neutrinos, cujos sinais podem ter passado despercebidos devido às suas tênues assinaturas de raios gama.

“Essa ideia oferece uma nova perspectiva além dos modelos tradicionais de corona. A Galáxia Squid é apenas uma das muitas galáxias semelhantes no Universo, e futuras detecções de neutrinos nelas ajudarão a testar nossa teoria e a descobrir a origem dessas partículas misteriosas [neutrinos]”, disse o professor de astrofísica da Universidade de Osaka e coautor do estudo, Yoshiyuki Inoue.

Referências da notícia

The Squid Galaxy’s neutrino game just leveled up. 07 de maio, 2025. Holly Ober.

Neutrinos and Gamma Rays from Beta Decays in an Active Galactic Nucleus NGC 1068 Jet. 18 de abril, 2025. Yasuda, et al.