Notícia

Agência C&T (MCTI)

Descoberta origem de raios cósmicos

Publicado em 10 novembro 2007

Um grupo de pesquisadores de 17 países, entre eles 11 da Unicamp, revela mistério perseguido há quase 45 anos


Um grupo de pesquisadores de 17 países, sendo 11 deles da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), descobriu a origem dos raios cósmicos de energia elevadas. Esse mistério era perseguido desde 1962 e o resultado da pesquisa foi capa da edição de ontem da revista Science, uma das mais importantes publicações científicas do mundo. O professor Carlos Ourivio Escobar, do Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW) da Unicamp, é o coordenador da parte brasileira do projeto e participa da pesquisa desde 1995.

Os pesquisadores descobriram que os raios cósmicos não chegam do Universo distribuídos de forma uniforme. Eles partem de pontos específicos e muitos vêm de Núcleos Ativos de galáxias vizinhas, como Centaurus A, a mais próxima. A descoberta permitirá que astrônomos possam observar o Universo de uma nova maneira, utilizando como instrumentos os raios cósmicos em vez da luz.

Em 1995 um grupo de cientistas de 17 países se reuniu sob a liderança do prêmio Nobel James Cronin, da Universidade de Chicago, e decidiu desenvolver um projeto grandioso para descobrir o mistério que cercava as origens dos raios cósmicos. Para isso resolveram criar uma superobservatório de 3 mil quilômetros quadrados em uma área de pouca nebulosidade e poluição. O local escolhido foi um deserto na Argentina, na região de Mendoza, e recebeu o nome de Pierre Auger, cientista francês que foi o primeiro a observar em 1938 "chuveiros" gerados na atmosfera por raios cósmicos de alta energia.

O motivo da área de observação ser tão intensa, é que a probabilidade dessas partículas atingirem a Terra é de um evento por quilômetro quadrado por século. Quanto menor a área de observação, menor é a chance de conseguir detectar o fenômeno. Mesmo com uma área gigantesca como a do Pierre Auger, não foram registrados mais de 30 eventos por ano.

Nessa área de 3 mil quilômetros quadrados foram instalados 1,6 mil tanques com águas de extrema pureza separados a 1,5 quilômetros cada um, com sensores e células solares que garantem energia para manter os equipamentos funcionando. Nos tanques também há antenas que passam as informações para uma grande antena central. Os dados são registrados e enviados aos cientistas de todo o mundo.

Cada grupo de cientista e país recebeu a incumbência de desenvolver parte da pesquisa, além de conseguir recursos. Toda a pesquisa, remuneração de pesquisadores e montagem de equipamentos nesses 12 anos de pesquisa consumiram US$ 54 milhões. "Do Brasil foram US$ 2,5 milhões da Fapesp, que está desde o início no projeto, R$ 1 milhão do Finep e R$ 300 mil do CNPq", disse o professor Escobar.


Indaiatuba

Ele diz que no início constatou que o Brasil não teria condições de competir na parte de eletrônica com os Estados Unidos, França e Alemanha. "Decidimos desenvolver aqui a parte dos tanques, lentes e portas dos telescópios", disse Escobar. O grupo cuidou de desenvolver os projetos, conseguir recursos, fornecedores dos equipamentos e acompanhar a execução.

Um terço dos 1,6 mil tanques foram produzidos no Brasil, assim como um quatro das 24 portas dos telescópios, que precisam resistir a ventos de até 150 quilômetros por hora. As lentes do telescópio, feitas em vidro, foram construídas pela Schwantz, empresa de Indaiatuba. "Muitas empresas grandes recusaram o serviço, mas eles aceitaram o desafio e fizeram um trabalho muito bom", afirma o professor.

Com a instalação dos tanques e dos telescópios, os cientistas começaram a observar os raios cósmicos de energia elevada. O trabalho começou em janeiro de 2004 e o trabalho publicado na Science foi registrado até agosto de 2007. Nesse período foram registrados 81 eventos de energia elevada, o maior de número de toda a história, suficiente para a descoberta.

Cada vez que os raios cósmicos atingiam o planeta na região do observatório, ele chegavam os tanques de água límpida. Cada partícula produzia no líquido efeitos luminosos quase imperceptíveis, detectados pelos sensores colocados nos tanques. A quantidade de pontos luminosos gerados indicavam a incidência de raios cósmicos.

Junto a isso, os 24 telescópios colocados no deserto que registraram a emissão de luz dos raios no espaço.

Combinando as informações colhidas nos tanques de água e pelos telescópios, foi possível determinar a trajetória, a intensidade, a energia e o ponto de emissão dos raios cósmicos. Mapeando os pontos de "lançamento" desses raios e comparando com mapas celestes, foi possível detectar de quais regiões eles eram gerados. "Antes os trabalhos eram feitos com telescópios ou com sensores de superfície. Essa foi a primeira vez que os dois foram colocados juntos e puderam eliminar diversas incertezas", disse o pesquisador da Unicamp.

Com a publicação na Science, o grupo espera conseguir mais recursos e a adesão de outros países na pesquisa. O objetivo agora é registrar mais informações sobre os raios cósmicos de energias elevadas e repassar aos astrônomos. Isso possibilitará mais informações sobre o Universo e novas descobertas astronômicas.


Austríaco fez a primeira identificação

Os raios cósmicos foram identificados pela primeira vez pelo físico austríaco Viktor Hess, em 1912. Ele utilizou balões de hidrogênio enviados a grandes altitudes com um medidor de radioatividade. Até então se sabia que maior incidência de radioatividade era registrada perto do solo.

A lógica era de que a radioatividade diminuiria cada vez que o balão se distanciasse do chão. Mas Hess observou que após ultrapassar os dois mil metros de altitude, o medidor no balão registrava aumento de radiação. Ele então elaborou uma teoria de que essa energia vinha do espaço. O cientista foi contestado por outros colegas, até que sua teria foi reconhecida na década de 30. Em 1936 Hess ganhou o prêmio Nobel.

Em 1938 Pierre Auger observou as chuvas provocadas por raios cósmicos. Em 1962 foram detectados os raios cósmicos de energia elevada, cujas partículas tinham energia de 16 joules. Essas partículas, que podem ser prótons, tem o tamanho de um bilionésimo de um grão de areia e sua energia de 16 joules é equivalente a um tijolo caindo do telhado.

Os raios cósmicos são partículas que atingem constantemente a Terra. A cada segundo, cerca de 200 dessas partículas atingem cada metro quadrado de nosso planeta. O professor Escobar diz que a raça humana sempre conviveu com essa radiação e ela é até benéfica. "Essa radiação gerou pequenas mutações que auxiliaram na evolução das espécies", disse.

Quanto maior a energia desses raios, de mais longe eles vêm, mais espaço eles atravessaram e, portanto, mais informações têm a dar aos cientistas. A maior parte das partículas da radiação cósmica são ou núcleos de átomos ou eletrons. Dos núcleos, a maioria são de hidrogênio, mas existem também alguns mais pesados, como chumbo. Os raios cósmicos viajam pelo espaço próximos da velocidade da luz.
Depois do sucesso do observatório na Argentina, outro do mesmo tipo está sendo montado nos Estados Unidos. O objetivo é conseguir informações vindas do Hemisfério Norte, que devem enriquecer a pesquisa e aumentar o número de eventos detectados.

Além dos pesquisadores da Unicamp, participam do Brasil no projeto instituições do Rio de Janeiro e da Bahia. No total são 24 pesquisadores brasileiros envolvidos no processo. Da Unicamp, são cinco professores e seis alunos da pós-graduação. (MA/AAN)