Cientistas recriam “bola de fogo” cósmica aqui na Terra

Por , em 1.12.2025
Em uma das maiores simulações do gênero já feitas, pesquisadores modelaram o que acontece quando um feixe uniforme de elétrons e pósitrons penetra em um plasma. Durante o percurso, os pósitrons (representados em vermelho) são puxados para o centro, enquanto os elétrons (em azul) se afastam, formando uma espécie de névoa elétrica ao redor. Essa dinâmica exemplifica a chamada instabilidade de filamentação de corrente, processo que os cientistas acreditam ser decisivo para explicar a forma como os jatos cósmicos se espalham e mantêm sua estrutura. O estudo foi conduzido com o avançado software OSIRIS Particle-in-Cell, desenvolvido por Pablo J. Bilbao e Luís O. Silva (GoLP, Instituto Superior Técnico, Lisboa, e Universidade de Oxford).

Um grupo internacional de físicos liderado pela Universidade de Oxford conseguiu algo que até pouco tempo atrás soava como ficção científica: recriar uma “bola de fogo” de plasma dentro do CERN, em Genebra, para compreender por que parte dos raios-gama do universo simplesmente desaparece antes de chegar até nós. O experimento, inédito, utilizou o acelerador Super Proton Synchrotron para gerar feixes de elétrons e pósitrons que imitam os jatos relativísticos lançados por buracos negros supermassivos.

Esses jatos, emitidos por galáxias chamadas blazares, produzem radiação de altíssima energia — chegando a trilhões de eletron-volts — e deveriam gerar uma cascata de radiações secundárias detectáveis por telescópios espaciais. No entanto, algo parece apagar parte dessa luz no caminho. Essa ausência, observada por instrumentos como o satélite Fermi, vinha intrigando astrônomos há anos.

Duas hipóteses tentavam explicar o fenômeno: uma sugeria que campos magnéticos extremamente fracos, mas difusos, desviam as partículas antes que os telescópios as detectem; outra propunha que as próprias partículas perdem energia devido a instabilidades internas enquanto cruzam o vazio intergaláctico.

A experiência que trouxe o cosmos ao laboratório

Para testar essas ideias, os cientistas criaram um ambiente controlado que simula o espaço entre galáxias. Eles dispararam feixes de elétrons e pósitrons através de um tubo de plasma de um metro, observando como o feixe se comportava. Se houvesse instabilidade, o feixe se espalharia, formando padrões turbulentos — uma versão em miniatura do caos cósmico.

Mas o que viram foi o oposto. O feixe permaneceu estreito e estável, sem gerar campos magnéticos significativos. Em outras palavras, os pesquisadores concluíram que as instabilidades de feixe-plasma não são fortes o bastante para explicar o desaparecimento dos raios-gama. Isso reforça a hipótese de que um campo magnético intergaláctico — possivelmente um resquício do próprio nascimento do universo — ainda permeia o espaço profundo.

A descoberta não resolve completamente o mistério , mas redefine o caminho das investigações. Se esses campos realmente existem, eles podem conter pistas sobre como o cosmos gerou magnetismo logo após o Big Bang. E o mais curioso: agora sabemos que é possível investigar esse tipo de questão sem precisar viajar bilhões de quilômetros, mas dentro de um laboratório humano.

O enigma do campo magnético invisível

O espaço intergaláctico, apesar de parecer vazio, pode abrigar estruturas sutis que influenciam a trajetória das partículas. Esses campos seriam tão fracos que não interferem nas estrelas ou planetas, mas suficientes para dobrar o caminho de um feixe de partículas carregadas. É como uma brisa cósmica que muda o rumo de um grão de poeira.

A ideia é fascinante porque liga dois extremos: o universo primitivo e os instrumentos modernos de aceleração de partículas. Se confirmada, ela ajudará a explicar como galáxias e aglomerados se organizaram e como o universo manteve uma coerência magnética ao longo de bilhões de anos.

Os resultados também servem como lembrete de que a fisica de laboratório pode reproduzir fenômenos antes considerados inalcançáveis. Hoje, recriar um jato de blazar em escala reduzida é quase rotina — o que abre caminho para investigações sobre campos, radiação e até partículas que escapam ao Modelo Padrão.

É difícil não se impressionar com o fato de que uma instalação subterrânea em Genebra consiga reproduzir condições parecidas com as que ocorrem em buracos negros a bilhões de anos-luz. A astrofísica moderna virou uma espécie de “arqueologia do invisível”: quanto mais entendemos esses campos e jatos, mais percebemos que o universo guarda rastros magnéticos do seu passado — e talvez respostas para o futuro.

Esse tipo de pesquisa mostra como a fronteira entre o macro e o micro se tornou tênue. A mesma física que descreve galáxias pode ser testada em tubos de plasma e aceleradores. E no meio desse equilíbrio entre o imenso e o minúsculo, uma pergunta continua ecoando: se o vazio não é tão vazio assim, o que mais pode estar escondido nele esperando para ser descoberto.

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