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Pesquisadores do Departamento de Energia do Centro de Aceleração Linear de Stanford (SLAC, na sigla em inglês) criaram uma versão em miniatura das ondas de choque das supernovas, eventos astronômicos que acontecem quando uma estrela morre. Com isso em mãos, um antigo mistério cósmico pode ser solucionado.
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As supernovas emitem ondas de choque que são dispersadas por meio do plasma circundante e explodem em raios cósmicos, que são partículas altamente energéticas. Por si sós, essas ondas agem quase como aceleradores de partículas. No entanto, os pesquisadores ainda não entendiam como e por que isso acontece. “Estes são sistemas fascinantes, mas porque eles estão tão longe é difícil estudá-los”, contou Frederico Fiuza, cientista que liderou o estudo.
Visando entender o fenômeno, os pesquisadores reproduziram a dispersão das ondas aqui na Terra, mas de forma reduzida, é claro. “Não estamos tentando criar remanescentes de supernovas no laboratório, mas podemos aprender mais sobre a física dos choques astrofísicos lá e validar modelos”, afirmou Fiuza.
Onda de choque
Para tal, os cientistas trabalharam no National Ignition Facility, um laboratório do Departamento de Energia do SLAC, e dispararam lasers potentes em placas de carbono, o que resultou em dois fluxos de plasma, direcionados um ao outro que, ao colidirem, criaram uma onda de choque “em condições semelhantes a um choque remanescente de supernova”, como explicou o estudo.
Ao ver de perto o que acontece nesses eventos, os pesquisadores verificaram que o choque é capaz de acelerar os elétrons quase à velocidade da luz. Ainda assim, como se trata de um fenômeno análogo, não foi possível perceber como exatamente os elétrons atingiram tal velocidade, o que levou os cientistas a recorrerem à modelagem por computador.
Simulação em computador mostra a estrutura turbulenta do campo magnético de duas ondas de choque se afastando uma da outra. Imagem: Frederico Fiuza
“Não podemos ver os detalhes de como as partículas obtêm sua energia, mesmo nos experimentos, muito menos em observações astrofísicas, e é aí que as simulações realmente entram em cena”, disse Anna Grassi, coautora do estudo.
Esse mistério permanece, mas o modelo de computador de Grassi sugere que uma solução possível é que os campos eletromagnéticos turbulentos dentro da onda de choque são os responsáveis por acelerar os elétrons a esse ponto.
Fiuza, Grassi e sua equipe de cientistas continuarão pesquisando para encontrar a resposta definitiva para esse e outros mistérios.
Via: Space.com
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