Os astrónomos usaram o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) e o efeito de lente gravitacional para seguir a origem de um evento de neutrinos de alta energia e descobriram inesperadamente uma galáxia distante com poeira profunda que estava escondida no Universo há muito tempo. Esta galáxia chama-se JCMT0402−0424 e está a cerca de 11 mil milhões de anos-luz de distância da Terra. A equipe de pesquisa deu-lhe um apelido mais vívido: “Shadow Blaster”.
Inicialmente, as pessoas pensavam que a sua energia vinha de um buraco negro supermassivo, mas as últimas observações mostram que o que realmente impulsiona a sua atividade pode ser a formação estelar extremamente violenta.
A descoberta está diretamente relacionada a um evento de neutrinos de alta energia denominado IC 210922A. O evento foi detectado pela primeira vez pelo observatório de neutrinos IceCube na Antártida, e depois uma equipa de investigação internacional de múltiplas instituições realizou observações de acompanhamento na esperança de encontrar a fonte celestial dos neutrinos. A maioria das poucas fontes conhecidas de neutrinos no passado estavam relacionadas com buracos negros supermassivos, mas o seu número era demasiado pequeno para explicar o grande número de neutrinos de alta energia que os astrónomos detectaram no Universo.
Para confirmar ainda mais a origem do sinal, os investigadores usaram o ALMA e outros telescópios para observar o Shadow Blaster. A galáxia está quase completamente obscurecida pela poeira na luz visível, mas é invulgarmente brilhante em comprimentos de onda submilimétricos e, portanto, foi subidentificada. Mais importante ainda, existe outra galáxia entre a Terra e esta galáxia. Esta galáxia em primeiro plano atua como uma “lente gravitacional”, curvando e amplificando as ondas de rádio à distância, o que equivale a fornecer aos astrônomos um telescópio natural.
Usando este efeito de ampliação natural, a equipe de pesquisa conseguiu examinar a estrutura interna do Shadow Blaster com mais detalhes. Os resultados mostram que não há sinais de radiação de alta energia associada aos típicos buracos negros supermassivos no interior da galáxia. Em vez disso, apontam para outra explicação: o gás e a poeira aqui provavelmente serão aquecidos por atividades de formação estelar invulgarmente fortes. Os pesquisadores descobriram ainda que existe um “núcleo compacto” altamente denso no centro da galáxia, com uma grande quantidade de gás e poeira comprimida em uma área de cerca de 1.500 anos-luz. Este ambiente extremamente denso é uma das condições ideais para a produção de neutrinos de alta energia.
A equipe de pesquisa acredita que este resultado fornece uma nova direção para a compreensão da fonte de neutrinos de alta energia no universo. No passado, os buracos negros supermassivos eram geralmente considerados os principais produtores de neutrinos, mas o surgimento do Shadow Blaster mostra que galáxias compactas com poeira rica e explosões estelares ativas também podem ser fontes importantes. Os pesquisadores estimam que tais galáxias podem contribuir com uma porção significativa da base de neutrinos de alta energia do universo, talvez até perto de 20%.
Esta pesquisa também fornece novas pistas para a questão de longa data de “de onde vêm os neutrinos de alta energia do universo?” Se as observações de acompanhamento continuarem a confirmar esta conclusão, então a compreensão da comunidade astronómica sobre a fonte dos neutrinos não estará mais limitada a modelos dominados por buracos negros, mas terá de incorporar galáxias ocultas com formação estelar violenta no quadro explicativo central. Este é, sem dúvida, um avanço importante para a astrofísica moderna e também mostra que as galáxias obscurecidas pela poeira e difíceis de observar diretamente podem conter a chave para resolver os mistérios profundos do Universo.