Em um canto distante do universo, algo está viajando mais rápido que a luz.
Não, as leis da física não estão sendo violadas: ainda é verdade que nada pode viajar mais rápido que a luz no vácuo do espaço vazio. Mas quando a luz viaja através da matéria, como gás interestelar ou uma sopa de partículas carregadas, diminui a velocidade, o que significa que outra matéria pode superá-la. E isso pode explicar a estranha simetria nos pulsos de algumas das luzes mais energéticas do universo, chamadas rajadas de raios gama.
Essas explosões enigmáticas - flashes brilhantes de luz de raios gama provenientes de galáxias distantes - se formam quando estrelas massivas colapsam ou quando estrelas ultradensas de nêutrons colidem. Esses cataclismos enviam jatos velozes de plasma quente e carregado através do espaço.
Mas esses sinais têm uma simetria estranha, e a razão pela qual eles ainda são um mistério.
Uma explosão de raios gama não brilha e diminui em um pico constante, mas em um padrão oscilante, disse Jon Hakkila, astrofísico do College of Charleston, na Carolina do Sul.
Hakkila trabalha nesse quebra-cabeça há anos. Agora, ele e um colaborador têm uma solução: o plasma que viaja mais devagar e mais rápido que a velocidade da luz poderia explicar esse padrão de tremulação, conforme relatam em um artigo publicado em 23 de setembro no Astrophysical Journal. Se eles estiverem certos, isso pode nos ajudar a entender o que realmente está produzindo esses raios gama.
"Acho um grande passo adiante", que conecta os fenômenos de pequena escala no plasma às nossas observações em grande escala, disse Dieter Hartmann, astrofísico da Universidade Clemson que não participou do estudo.
Nos últimos anos, Hakkila descobriu que as explosões de raios gama apresentam pequenas flutuações no brilho, além do brilho e escurecimento geral. Se você subtrair o brilho e o escurecimento abrangente, ficará com uma série de picos menores - um pico primário com picos menores no brilho antes e depois. E esse padrão é estranhamente simétrico. Se você "dobrar" o padrão no pico principal e esticar um lado, os dois lados combinarão notavelmente bem. Em outras palavras, o padrão de luz do pulso de uma explosão de raios gama sugere um conjunto de eventos espelhados.
"O que aconteceu na frente aconteceu na parte de trás", disse Hakkila. "E os eventos sabiam que aconteciam em ordem inversa".
Embora os astrônomos não saibam o que causa a emissão de rajadas de raios gama na escala de partículas, eles têm certeza de que isso acontece quando jatos de plasma que viajam perto da velocidade da luz interagem com os gases ao redor. Hakkila estava tentando encontrar explicações sobre como essas situações poderiam produzir pulsos de luz simétricos quando ouviu Robert Nemiroff, astrofísico da Universidade Tecnológica de Michigan.
Nemiroff estava estudando o que acontece quando um objeto viaja através de um meio circundante mais rápido que a luz que emite, chamada movimento superluminal. Em pesquisas anteriores, Nemiroff havia descoberto que, quando um objeto desse tipo passa de mais lento que a luz para mais rápido que a luz, ou vice-versa, essa transição pode desencadear um fenômeno chamado duplicação de imagem relativística. Nemiroff se perguntou se isso poderia explicar os padrões simétricos que Hakkila encontrou nos pulsos de explosão de raios gama.
Então, o que exatamente "a imagem relativística está dobrando?" Imagine um barco criando ondulações enquanto se move através de um lago em direção à costa. Se o barco viaja mais devagar do que as ondas que cria, uma pessoa parada na praia verá as ondulações do barco atingirem a praia na ordem em que o barco as criou. Mas se o barco viaja mais rápido do que as ondas que cria, ele ultrapassará a primeira onda criada apenas para criar uma nova onda na frente dessa e assim por diante. Dessa forma, as novas ondas criadas pelo barco chegarão à costa mais cedo do que as primeiras ondas criadas. Uma pessoa em pé na praia verá as ondas atingirem a praia em uma ordem invertida no tempo.
A mesma idéia se aplica às explosões de raios gama. Se a causa de uma explosão de raios gama estiver viajando mais rápido do que a luz que emite através do gás e da matéria ao seu redor, veríamos o padrão de emissão em ordem cronológica inversa.
Hakkila e Nemiroff argumentaram que isso poderia ser responsável por metade do pulso simétrico de uma explosão de raios gama.
Mas e se o material viajasse primeiro mais devagar que a velocidade da luz, mas depois acelerasse? E se começasse rápido e depois desacelerasse? Em ambos os casos, podemos ver a emissão tanto em ordem cronológica quanto em ordem cronológica reversa logo após a outra, criando um padrão de pulso simétrico como os picos simétricos observados nas explosões de raios gama.
Ainda faltam peças neste quebra-cabeça. Por um lado, os pesquisadores ainda não sabem o que está causando essas explosões na escala microscópica. Mas esse modelo proposto dá aos pesquisadores uma pequena pista na busca para encontrar a causa final das explosões de raios gama, disse Hartmann.
