No vulcão Sierra Negra, no México, 300 tanques de água têm uma missão: "caçar" os chamados "mensageiros do espaço", para descobrir seu ponto de origem.
Mensageiros do espaço são, na verdade, raios cósmicos, descobertos em 1912 pelo físico austríaco Victor Hess. Receberam esse apelido porque levam informações das partes distantes do espaço a bilhões de anos-luz. E, desde o descobrimento desses raios, ninguém conseguiu determinar de onde eles vieram.
Os tanques fazem parte do Observatório de Raios-Gama HAWC que está funcionando há pouco mais de um ano na elevação mais alta do México. Cada um com 7,3 metros de diâmetro e 4,5 metros de altura, os tanques estão em uma área de 20 mil metros quadrados a uma altitude de 4,1 mil metros.
"Os raios cósmicos têm um papel muito importante na quantidade de energia que existe em nossa galáxia. Nos dão informações sobre como as estrelas maiores morrem", disse à BBC Mundo o professor-associado Ignacio Taboada, do Instituto de Tecnologia da Georgia, nos Estados Unidos, e coordenador científico do projeto.
Estudar estes raios para descobrir sua trajetória, massa, energia e, acima de tudo, sua origem, vai ajudar os astrônomos a entender melhor o Universo, sua estrutura, composição e processos.
Os raios cósmicos são partículas subatômicas que chegam de todas as partes e têm uma radiação muito alta. E é muito difícil estudá-los justamente porque eles chegam de todas as partes: é complicado traçar sua trajetória.
A atmosfera da Terra nos protege desses raios e os torna praticamente inofensivos. Mas aprender a nos proteger deles é fundamental para uma futura viagem tripulada à Marte, por exemplo.
"É importante entendê-los porque são eles que limitam a quantidade de tempo que (os humanos) podem passar no espaço", disse Taboada.
Aliado
A ciência conta com aliados no espaço: os raios-gama, que também são subpartículas de luz com 1 bilhão de vezes mais energia que a da luz visível.
"Há teorias que indicam que, se uma fonte produz raios cósmicos, também deve produzir raios-gama simultaneamente", explicou Taboada. Sendo assim, afirmou, buscar a fonte de raios-gama, a princípio, possibilita a busca da fonte dos raios cósmicos.
E é aí que entram em ação as centenas de tanques com quase 190 mil litros de água em cada um: eles funcionam como uma câmera que detecta as partículas quando estas passam através deles.
"Quando se tem uma partícula de elétron em um tanque de água, ela viaja muito rápido, quase na velocidade da luz", afirmou Taboada.
Esse processo é captado pelos sensores óticos presentes nos tanques. E quanto mais alto estes dispositivos estiverem instalados, maior a quantidade de partículas de raios-gama que podem ser captadas.
O Parque Nacional Pico Orizaba, onde ficam o vulcão e os tanques, não apenas tem as condições geográficas ideais, mas também as melhores condições econômicas.
"O México é um país com muitas montanhas de grande altitude com acesso relativamente fácil. Poderíamos ter ido para o Chile, onde há terrenos mais elevados, mas o custo de produção também teria sido maior", disse o cientista venezuelano.
Foram necessários quatro anos de construção até o laboratório iniciar seu funcionamento, em abril de 2015.
Desde então ele já detectou 40 fontes de raios-gama, nove delas nunca vistas antes. "Ao passar através dos tanques do HAWC, estas partículas produzem um pouco de luz que nos permite fazer uma fotografia desta cascata atmosférica de partículas que vai chegando ao solo."
Quando esta cascata atmosférica passa pelo detector, alguns dos tanques de água verão a luz antes que outros, o que permite saber qual a sua direção.
"O crucial em astronomia é poder dizer: 'Lá em cima existe algo, (indo) nesta direção'. Se não pudermos detectar a direção, não há astronomia", afirmou Taboada.
Energia
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Maioria das partículas detectadas no México tem a mesma energia que as produzidas pelo Grande Colisor de Hádrons
O HAWC pode detectar os raios cósmicos exatamente da mesma forma.
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Estes detectores estão traçando um mapa de alta energia para determinar a fonte dos raios cósmicos.
Para se ter uma ideia da quantidade de energia envolvida, o site Techinsinder explica que a maioria das partículas detectadas pelo HAWC tem a mesma energia que as produzidas pelo Grande Colisor de Hádrons, acelerador de partículas gigantesco que fica na fronteira entre a França e a Suíça.
"Mas algumas delas podem ser até sete vezes mais energéticas e poderosas do que qualquer coisa que tenha sido criada na Terra", afirmou Taboada.
Quanto mais tempo esse detector estiver funcionando, maior será a energia que ele vai capturar.
E isso é o que torna o centro HAWC um lugar único: diferente de outros detectores de raios-gama, que só funcionam na escuridão ou durante a lua nova, esse observatório funciona 24 horas por dia e todos os dias, o que permite que ele espie todo o céu ao seu alcance.