Legenda: Lago Baikal. Crédito: Projeto SeaWiFS NASA / Goddard Space Flight Center e ORBIMAGE
A construção acaba de começar no vale de Tunka, perto do lago Baikal, na Sibéria, na Rússia, em um observatório que, uma vez concluído, consistirá em um conjunto de até 1.000 detectores, cobrindo 100 quilômetros quadrados. Seu tamanho permitirá aos cientistas investigar os raios cósmicos - a radiação espacial emitida pelos raios gama e núcleos mais pesados - que são acelerados para energias mais altas do que as obtidas no Large Hadron Collider. Com o novo observatório, chamado HiSCORE (Explorador ORigin cósmico de cem quilômetros quadrados), os cientistas esperam resolver o mistério das origens dos raios cósmicos e talvez também investigar a matéria escura.
Há cem anos, o físico austríaco-americano Victor Hess descobriu pela primeira vez que a radiação estava penetrando a atmosfera da Terra a partir do espaço sideral. O problema tem sido rastrear sua origem, pois os raios cósmicos consistem em partículas carregadas e, portanto, são desviados em campos magnéticos interestelares e intergaláticos. O uso de estações detectoras simples e baratas, colocadas a centenas de metros de distância, possibilita instrumentar uma área enorme, permitindo aos cientistas investigar raios cósmicos dentro de uma faixa de energia de 100 TeV a pelo menos 1 EeV.
Detector Cherenkov na frente do céu estrelado. Imagem: Colaboração Tunka
Os raios cósmicos não podem penetrar em nossa atmosfera, mas cada detector pode observar a radiação criada quando os raios cósmicos atingem a atmosfera superior da Terra, causando um banho de partículas secundárias que viajam mais rápido que a velocidade da luz no ar, produzindo radiação Cherenkov no processo. Essa luz é fraca, mas pode ser detectada na superfície da Terra com instrumentos sensíveis, como os tubos fotomultiplicadores do HiSCORE.
A radiação Cherenkov pode ser usada para determinar a fonte e a intensidade dos raios cósmicos, bem como para investigar as propriedades de objetos astronômicos de alta energia que emitem raios gama, como remanescentes de supernovas e blazares. O amplo campo de visão também permite ao HiSCORE monitorar estruturas estendidas de emissão de raios gama, como nuvens de gases moleculares, regiões densas ou estruturas de grande escala, como regiões de formação de estrelas ou o plano galáctico.
O HiSCORE também pode ser usado para testar teorias sobre o Dark Matter. Um forte recurso de absorção é esperado em torno de 100 TeV. O exame pode fornecer informações sobre a absorção de raios gama nos campos de fótons interestelares e no CMB. Se a absorção for menor que o esperado, isso pode indicar a presença de fótons ou axônios ocultos. Além disso, o decaimento de partículas supersimétricas pesadas pode ser detectado pelo HiSCORE. Os dados melhorarão à medida que a instalação crescer ao longo dos anos. Até 2013-14, a área será de cerca de um quilômetro quadrado e mais de 10 quilômetros quadrados até 2016.
O HiSCORE é um projeto conjunto entre o Instituto de Pesquisa Nuclear da Academia Russa de Ciências em Moscou, a Universidade Estadual de Irkutsk na Sibéria e a Universidade Estadual de Lomonosov Moscou -, bem como DESY, a Universidade de Hamburgo e o Instituto de Tecnologia Karlsruhe na Alemanha. O HiSCORE também espera colaborar com o observatório Pierre Auger na Argentina.
Saiba mais sobre o HiSCORE no site do projeto
