Altas Energias

Os mais energéticos eventos do Universo, o estudo de multi-mensageiros, buracos negros e muito mais!

Jun 09, 2025

Altas Energias: o que estuda esse campo?

A Astronomia é a ciência cujo estudo se baseia sobretudo na detecção da luz dos objetos do Universo. A luz, por sua vez, é a radiação eletromagnética que emite em diferentes comprimentos de onda. Os maiores comprimentos de onda, como rádio, são menos energéticos e os menores são os mais energéticos.

As Altas Energias é o ramo da Astronomia que estuda objetos que emitem em comprimentos de onda mais energéticos, como raio-X e raios gama! Mas essa área da Astronomia não se limita a estudar a luz. Ela também busca compreender diversos fenômenos através de outros “mensageiros” produzidos por eles. São eles: os neutrinos, as ondas gravitacionais e os raios cósmicos. Vamos entender um pouco mais sobre essa área tão fascinante da Astronomia!

Neutrinos

São partículas fundamentais - isto é, não são subdivisíveis -, praticamente sem massa que viajam com uma velocidade próxima à da luz, interagindo fracamente com a matéria. Assim como os fótons (partículas da luz), são muito frequentes no Universo, mas são produzidos por distintos eventos: reações nucleares (como aquelas que acontecem no centro de estrelas), explosões de raios-gama, entre outros. Essas explosões representam um dos eventos mais energéticos do Universo (portanto fazem parte do estudo das Altas Energias) e são produzidas em supernovas, por exemplo, que são explosões de estrelas resultando na formação de uma estrela de nêutrons ou um buraco negro!

Os neutrinos, portanto, são partículas que, por interagirem muito fracamente com a matéria, conseguem viajar pelo Universo praticamente intactas, diferentemente da luz! Isso significa que o seu estudo é muito relevante para entender fenômenos que não conseguimos observar diretamente pela luz.

Ondas gravitacionais

Você sabia que o Universo é na verdade um grande tecido cósmico? Você talvez já tenha ouvido sobre a teoria que explica isso: A Relatividade Geral de Einstein! Segundo ela, vivemos em uma grande malha, na qual corpos mais massivos, como a nossa Galáxia, deformam mais o tecido; enquanto os menos massivos, como a Terra, deformam menos. É como uma bola de boliche e uma bolinha de gude. Quando eventos muito energéticos acontecem (como a fusão e explosão de estrelas e a colisão de buracos negros), eles produzem ondas gravitacionais, que percorrem todo esse tecido. Assim como os neutrinos, elas interagem fracamente com a matéria, porém elas ficam mais fracas enquanto percorrem o caminho entre o evento que as gerou e nós. Por isso, detectá-las não é nada fácil! Mas é possível desde 2015 pelo interferômetro LIGO!

Cientistas medem onda gravitacional e comprovam teoria de Einstein | Mundo | Valor Econômico

Mais informações sobre o LIGO

Curiosidades:

Como observar um buraco negro?

Um dos mais misteriosos objetos do Universo: o buraco negro. Para entender o que ele é, pensemos em uma folha de papel. Quando ela está nova, ocupa um espaço relativamente grande. Porém se a amassarmos, a mesma quantidade de papel fica concentrada em um espaço bem menor. Imagine que você pudesse condensar uma quantidade absurdamente grande, da ordem de 25 vezes a massa do Sol (ou muito mais!) em um espaço infinitesimal, muito muito muito pequeno. Parabéns, você teria um buraco negro. Por serem tão densos, nem a luz escapa deles! Então como podemos enxergá-lo? Na verdade isso só é possível ser ele estiver engolindo alguma coisa: uma estrela, gás, poeira, ou até um outro buraco negro (o que seria um evento tão energético que produziria as ondas gravitacionais que falamos anteriormente). Quando isso ocorre, ele apresenta um anel de matéria, chamado de disco de acreção, que emite em diversos comprimentos de onda, sobretudo o raio-X (muito energético, como já vimos hoje). Assim, conseguimos observá-lo não pela luz que ele emite (pois isso não é possível), mas a matéria ao seu redor!

A large, black circle representing a black hole occupies the right third of the frame in this illustration. Thick, clumpy orange streaks arc above and below it, essentially surrounding it. The top arc extends down to the lower left and then curves around in front of the black hole to form a disk that is tilted toward the viewer. Near the inner edge of the disk, several bright, whiter spots have blue filaments looping above them, representing flares. The words “Artist’s Concept” appear in the bottom left corner in gray.

Imagem ilustrativa de um buraco negro

Mais informações sobre buracos negros

Um telescópio que fica embaixo d’água?

Você já ouviu falar em um telescópio que fica embaixo d’água? Não parece fazer muito sentido, já que eles costumam estar ou na terra ou no espaço, não é mesmo? Mas o KM3NeT não é assim: para detectar os neutrinos, ele precisa ficar no fundo do mar (nesse caso, no Mar Mediterrâneo, a 3.5 km abaixo da superfície). Como já falamos anteriormente, neutrinos interagem muito pouco com a matéria, o que dificulta a sua detecção. Porém, se aumentamos a área dessa matéria, aumentamos as interações, o que permite detectá-los! Nesse caso, o mar funciona como a expansão dessa matéria!

Outras imagens do KM3NeT

Novidade:

A detecção do neutrino mais energético até hoje:

Em fevereiro de 2025, o neutrino mais energético até hoje observado foi detectado. Isso nos permite provar que neutrinos tão energéticos são de fato produzidos no Universo! O telescópio KM3NeT é na verdade a combinação de alguns detectores e a sua calibração é de díficil execução. Mesmo sem sabermos dizer qual a origem desse neutrino - isto é, qual evento o originou - essa detecção representa um importante marco para a Astronomia de neutrinos.

Mais informações: artigo e press release

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