Explosões de raios gama, poderosos flashes de luz, são os eventos mais brilhantes em nosso universo que não duram mais do que alguns segundos ou minutos. Alguns são tão brilhantes que podem ser observados a olho nu, como a explosão GRB 080319B detectada pela missão Swift GRB Explorer da NASA em 19 de março de 2008.
Mas, apesar de sua intensidade, os cientistas não sabem o motivo do aparecimento de explosões de raios gama. Algumas pessoas geralmente acreditam que essas são mensagens de civilizações alienígenas. E assim os cientistas conseguiram recriar uma mini-versão de explosões de raios gama no laboratório, descobrindo uma maneira completamente nova de estudar suas propriedades. Os resultados foram publicados na Physical Review Letters.
Uma das razões para a ocorrência de explosões de raios gama é que, de alguma forma, elas nascem no processo de ejeção de jatos de partículas criados por objetos astrofísicos massivos, como buracos negros. Isso torna as explosões de raios gama extremamente interessantes para os astrofísicos. Estudá-los em detalhes pode revelar as propriedades principais dos buracos negros nos quais essas chamas nascem.
Os raios emitidos pelos buracos negros são compostos principalmente de elétrons e seus companheiros "antimateriais", os pósitrons. Todas as partículas têm antimatéria, que são idênticas a elas em tudo, exceto na carga. Esses feixes devem ter campos magnéticos fortes. A rotação dessas partículas no campo dá origem a explosões poderosas de radiação gama. Pelo menos é o que nossas teorias prevêem. Mas ninguém sabe como esses campos deveriam nascer.
Infelizmente, existem vários problemas no estudo desses surtos. Eles não apenas vivem muito pouco, mas - e isso é o mais problemático - e nascem em galáxias distantes, às vezes a um bilhão de anos-luz da Terra.
Portanto, você depende de algo que está incrivelmente distante, aparece por acidente e vive por alguns segundos. É como tentar descobrir do que uma vela é feita, tendo apenas as faíscas das velas que se acendem de vez em quando a milhares de quilômetros de distância.
O laser mais poderoso do mundo
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Recentemente, foi sugerido que a melhor maneira de descobrir como as explosões de raios gama nascem é simulá-las em uma pequena escala em um laboratório, criando uma pequena fonte de feixes elétron-pósitron e observá-los se desenvolverem por conta própria. Cientistas dos Estados Unidos, França, Grã-Bretanha e Suécia conseguiram criar uma pequena versão desse fenômeno usando os lasers mais poderosos da Terra, como o laser Gemini do Laboratório Rutherford-Appleton, na Inglaterra.
Quão poderoso é o laser mais forte da Terra? Pegue toda a energia solar que cobre toda a Terra e comprima-a até alguns mícrons (a espessura de um cabelo humano) e você terá o poder de um laser Gemini. Ao atingir um alvo complexo com um laser, os cientistas foram capazes de liberar cópias ultrarrápidas e densas de jatos astrofísicos e criar animações ultrarrápidas de seu comportamento. O resultado é surpreendente: os cientistas pegaram um jato real que se estende por milhares de anos-luz e o reduziram a alguns milímetros.
Pela primeira vez, os cientistas puderam observar fenômenos-chave que desempenham um papel importante na criação de explosões de raios gama, como a autogeração de campos magnéticos que duram muito tempo. Isso tornou possível confirmar algumas previsões teóricas importantes sobre a força e a distribuição desses campos. Nosso modelo atual, que é usado para entender as explosões de raios gama, está no caminho certo.
Este experimento será útil não apenas para compreender as explosões de raios gama. A matéria, composta de elétrons e pósitrons, é um estado da matéria extremamente interessante. A matéria comum na Terra é composta principalmente de átomos: núcleos pesados com carga positiva, rodeados por nuvens de elétrons leves com carga negativa.
Devido à incrível diferença de peso entre esses dois componentes (o núcleo mais leve pesa 1.836 vezes mais que um elétron), quase todos os fenômenos que vivemos em nossa vida diária decorrem da dinâmica dos elétrons, que reagem muito mais rápido a qualquer entrada de fora (luz, outras partículas, campos magnéticos e assim por diante) além dos núcleos. Mas em um feixe de elétron-pósitron, ambas as partículas têm a mesma massa, de modo que a discrepância no tempo de reação é completamente eliminada. Isso leva a muitas consequências fascinantes. Por exemplo, o som não existiria no mundo elétron-pósitron.
Por que devemos nos preocupar com eventos tão distantes? Na verdade, existe o motivo. Em primeiro lugar, compreender como nascem as explosões de raios gama nos permitirá entender muito mais sobre os buracos negros e abrir uma grande janela para entender como nosso universo surgiu e como ele evoluirá. Em segundo lugar, existe uma razão mais sutil. SETI - Search for Extraterrestrial Intelligence - busca mensagens de civilizações alienígenas, tentando capturar sinais eletromagnéticos do espaço que não podem ser explicados de forma natural (principalmente ondas de rádio, mas rajadas de raios gama também estão associadas a esta radiação).
Claro, se você apontar o detector para o espaço, obterá muitos sinais diferentes. Mas, para isolar a transmissão de seres inteligentes, você primeiro precisa se certificar de que todas as fontes naturais que podem e devem ser excluídas são conhecidas. O novo estudo nos ajudará a entender as emissões de buracos negros e pulsares, então, quando toparmos com eles novamente, saberemos que não são alienígenas.
Ilya Khel
