O universo é cheio de mistérios e coisas com nomes assustadores. Nebulosas, supernovas, estrelas que explodem estão entre alguns dos eventos mais incríveis e curiosos do espaço. Mas esses eventos, mesmo que distantes, podem gerar efeitos que são sentidos aqui na Terra. Viajando pelo espaço quase que na velocidade da luz estão os raios cósmicos.

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Quando uma estrela morre, ela se transforma em uma supernova e libera uma grande quantidade de energia.  A intensa liberação de energia acelera a matéria a velocidades próximas à da luz. Entre os detritos expelidos pela supernova estão partículas, predominantemente prótons e elétrons, que viajam pelo espaço interestelar a grandes velocidades.

Outro evento que libera essas mesmas partículas em velocidades semelhantes são os buracos negros supermassivos que se encontram no centro de algumas galáxias, até mesmo buracos negros comuns também são capazes de expelir essas partículas pelo espaço como consequência de seu surgimento. Essas partículas, viajam pelo espaço interestelar até alcançar a atmosfera da Terra. Ao colidirem com átomos atmosféricos, desencadeiam reações que geram partículas secundárias, formando uma cascata de partículas que, quando observadas, são denominadas de raios cósmicos.

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Filamentos coloridos de gás que brilham nesta imagem em laranja e azul são os restos de uma supernova que explodiu quando uma estrela massiva atingiu o fim de sua vida na Grande Nuvem de Magalhães. Créditos: ESA/Hubble & NASA, S. Kulkarni, Y. Chu

Qual a importância dos raios cósmicos?

Detectar, e estudar os raios cósmicos que chegam em nosso planeta é uma forma de entender o passado do universo que nos cerca. Durante suas viagens interestelares, os raios cósmicos interagem com nuvens de gases, nebulosas e aglomerados de matéria. Ao trazerem rastros de eventos que ocorreram há muito tempo, em um lugar muito distantes, os raios cósmicos contam a história do universo e do nosso planeta também.

Ao interagirem com as partículas da nossa atmosfera, os raios cósmicos acabam alterando a estrutura de si mesmos e das partículas com as quais interagem. Assim eles desempenham um papel crucial na formação de elementos químicos, contribuindo para a diversidade química encontrada na Terra.  Quando colidem com as moléculas da atmosfera, os raios cósmicos geram uma cascata de partículas secundárias. Essas partículas secundárias têm implicações significativas na formação de nuvens e no clima, afetando os padrões atmosféricos e a distribuição de chuvas.

Raios cósmicos também são parte importantíssima da astrofísica de partículas. Para detectar sua presença e desvendar sua história cósmica, físicos usam detectores especiais como cintiladores plásticos e fotomultiplicadoras. A própria busca por melhores formas de detecção desses raios cósmicos impulsiona a ciência para o desenvolvimento de novas tecnologias que podem ser aplicadas nas mais diversas áreas.

Imagem: Quality Stock Arts – Shutterstock

Mas entender os raios cósmicos vai muito além da mera pesquisa científica sobre o passado do universo. Além do impacto científico, a pesquisa de raios cósmicos também é importante para a saúde dos astronautas em missões espaciais de longa duração, além de servirem de alerta para a ocorrência de eventos cósmicos de grandes proporções que podem afetar, por exemplos, os satélites de comunicação e GPS na nossa órbita.

Os raios cósmicos são fenômenos fascinantes que desempenham papéis cruciais no entendimento da formação do universo, na dinâmica atmosférica da Terra e na pesquisa científica. Entender sua origem e como funcionam é algo muito importante não só para a humanidade, mas para a vida na terra como um todo.