A partícula “Oh-My-God” continua a desafiar a ciência 245 mil anos depois

Sabia que há mais de três décadas uma única partícula subatómica, de seu nome Oh-My-God”, continua a intrigar os cientistas? Esta foi descoberta em 1991. Atravessou milhares de milhões de anos-luz do Universo antes de atingir a atmosfera terrestre com uma energia tão elevada que rivalizava com a de uma bola de basebol em movimento. O mais surpreendente é que ninguém sabe, até hoje, de onde veio.

Uma descoberta que parecia impossível

No dia 15 de outubro de 1991, o detetor Fly’s Eye, localizado no Utah (Estados Unidos), registou um dos acontecimentos mais extraordinários da história da física de partículas: a chegada de um raio cósmico de energia extrema.

Rapidamente ganhou a alcunha de “Oh-My-God particle” (“Partícula Meu Deus”), porque os investigadores dificilmente acreditavam nos valores que tinham acabado de medir.

Acredita-se que se tratava de um único protão (ou possivelmente outro núcleo atómico) que entrou na atmosfera terrestre praticamente à velocidade da luz.

A energia de uma bola de basebol… concentrada num protão

Embora um protão tenha uma massa praticamente insignificante, esta partícula transportava cerca de 320 exaelétron-volts (EeV) de energia.

Para perceber a dimensão deste número, basta uma comparação impressionante:

• tinha aproximadamente a mesma energia cinética de uma bola de basebol lançada por um jogador profissional;
• mas toda essa energia encontrava-se concentrada numa única partícula subatómica.

É um nível energético milhões de vezes superior ao conseguido pelo Large Hadron Collider (LHC), o maior acelerador de partículas alguma vez construído.

Quase à velocidade da luz

Os cálculos mostram que esta partícula viajava a cerca de:

99,99999999999999999999951% da velocidade da luz.

Àquela velocidade extrema, acontece um fenómeno previsto pela Relatividade Especial de Einstein: o tempo praticamente “para” para a própria partícula.

Na prática, enquanto para um observador na Terra ela poderá ter viajado durante centenas de milhares de anos, para a partícula essa viagem decorreu num intervalo extremamente curto.

Uma curiosidade frequentemente utilizada pelos físicos ilustra bem esta diferença: se um fotão viajasse lado a lado com a partícula, demoraria cerca de 245 mil anos a ganhar apenas 1 centímetro de vantagem.

Veio de muito longe… mas de onde?

As estimativas indicam que a partícula poderá ter percorrido cerca de 1,5 mil milhões de anos-luz antes de chegar até nós.

O problema é que, quando os cientistas analisaram cuidadosamente a direção de onde parecia ter vindo, encontraram… praticamente nada.

Não existe:

• um buraco negro supermassivo;
• uma galáxia ativa;
• uma explosão de raios gama;
• qualquer objeto suficientemente energético que explique a origem de um raio cósmico tão extremo.

É precisamente este facto que continua a tornar o fenómeno um dos maiores mistérios da astrofísica moderna.

Como pode uma partícula atingir tanta energia?

Bom, não se sabe com total certeza, mas existem várias hipóteses. Uma possibilidade é que tenha sido acelerada pelos jatos relativistas produzidos por buracos negros supermassivos existentes no centro de galáxias ativas.

Outra aponta para explosões extremamente energéticas, como explosões de raios gama ou colisões entre estrelas de neutrões.

Há ainda teorias mais exóticas que envolvem defeitos topológicos do Universo primordial, matéria escura ou outros fenómenos ainda desconhecidos.

Nenhuma delas conseguiu, até hoje, explicar de forma convincente a origem da “Oh-My-God particle”.

Não foi a única

Desde 1991 foram detetadas algumas dezenas de raios cósmicos ultraenergéticos semelhantes, graças a observatórios como o Pierre Auger Observatory, na Argentina, e o Telescope Array, nos Estados Unidos. No entanto, continuam a ser eventos extremamente raros.

Os investigadores estimam que uma partícula com energia semelhante atinge uma área equivalente a um quilómetro quadrado apenas uma vez em cada século. É precisamente esta raridade que torna tão difícil descobrir a sua verdadeira origem.

Um dos maiores enigmas da física moderna

Mais de 30 anos depois da sua descoberta, a “Oh-My-God particle” continua sem uma explicação definitiva.

Cada novo observatório e cada novo telescópio ajudam a restringir as hipóteses, mas a origem deste “mensageiro” vindo das profundezas do Universo permanece desconhecida.

É um lembrete de que, apesar de todos os avanços científicos, ainda existem fenómenos cósmicos capazes de desafiar as leis que julgamos compreender e de revelar que o Universo continua cheio de segredos por desvendar.