Escudo galático do Sol tem “faixa” estranha

O Sol nos protege de vilões intergaláticos, muita gente não sabe. Pelos átomos ionizados que expele o tempo todo–o chamado vento solar–nossa estrela projeta um campo magnético que engloba todos os planetas e demais a maior parte dos corpos do sistema solar. Essa bolha magnética chamada de heliosfera desvia 90% dos raios cósmicos de alta energia que vem do espaço interestelar e integalático. Esses raios são uma radiação letal para tecidos vivos.

A fronteira da heliosfera–uma região que fica entre 100 e 125 vezes mais distante do Sol que a Terra–também é uma fronteira selvagem da astrofísica, o lugar em que a influência do Sol termina e a do gás mais frio e rarefeito do meio interestelar local começa. Estudando essa região, aprendemos como o Sol interage com o resto da galáxia.

A fronteira tem três “cascas”. A primeira é o choque de terminação, a superfície em que o vento solar atinge “a barreira do som” e começa a desacelerar. A segunda é a heliopausa, onde a pressão do vento solar se iguala com a do meio interestelerar. Finalmente, a região onde o meio interestelar começa a se chocar com o vento solar é o arco de choque. (Telescópios já registraram fotos maravilhosas de arcos de choques de outras estrelas; o arco de choque do Sol com nosso meio local é fraquinho e não tão fotogênico assim…)

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Ilustração em cores da fronteira da heliosfera; mais próximo do Sol está o choque de terminação, depois a heliopausa em forma de cauda de cometa e por último o arco de choque. Fonte: Nasa.

O pouco que se sabe da fronteira da heliosfera vem de medidas das duas sondas interplanetárias que mais distantes chegaram, as Voyager 1 e 2, que atravessaram o choque de terminação entre 2007 e 2008.

A outra única maneira de explorar essa região é observar daqui da Terra partículas vindas da fronteira da heliosfera. Essas partículas são chamadas de átomos neutros energéticos, pelo seguinte motivo. Inicialmente elas são partículas eletricamente carregadas, prótons do vento solar viajando para fora do sistema planetário.

Quando estão entre o choque de terminação e o arco de choque, porém, alguns desses prótons colidem com os átomos de hidrogênio mais frios do meio interestelar e roubam o elétron deles. Transformados em átomos de hidrogênio neutros, eles são capazes de atravessar o campo magnético da heliosfera incólumes e voltar para dentro do sistema solar, atingindo eventualmente um detector aqui na Terra.

Difícil de visualizar, não? Este vídeo, cortesia da Nasa, ajuda horrores a entender como se formam os átomos neutros energéticos:

Uma missão inédita da Nasa, o IBEX foi lançado em órbita da Terra em outubro de 2008 . Ele observa hidrogênio neutro energético vindo da fronteira da heliosfera, que demora de um a dois anos para chegar aqui. A cada seis meses, o IBEX produz um mapa completo das emissões de átomos neutros energéticos do céu inteiro.

A revista Science da semana passada publicou o primeiro mapa completo do IBEX, que foi uma surpresa para todo mundo. Foi observada uma faixa longa e estreita serpenteando por quase metade do céu, em que os átomos neutros se concentram duas a três vezes mais que no resto da fronteira da heliosfera.

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Faixa de concentração de átomos neutros energéticos no céu resgistrada pelo IBEX.

Fonte: Nasa.

A faixa não havia sido percebido ainda pelas Voyager por estar fora do alcance delas.

Como os átomos são concentrados nessa faixa? A faixa não é prevista por nenhum modelo ou teoria, que na verdade previam que a distribuição dos átomos tivesse uma variação pequena e gradual. A explicação deve estar na maneira, ainda desconhecida, de como o campo magnético interestelar local interge com o da heliosfera.

A faixa, entretanto, sugere que a heliopausa não tem a forma que se pensava que ela tinha: a da cauda de um cometa, com uma cabeça enfrentando o vento do meio interestelar e uma cauda na direção oposta (veja ilustração mais acima).

Outro artigo na mesma Science, mostra que um detector de átomos neutros energéticos a bordo da sonda Cassini, em órbita de Saturno, observou também uma faixa no céu. O instrumento detecta átomos neutros mais energéticos que os coletados pelo IBEX, mas as faixas coincidem.

Os pesquisadores da Cassini interpretam a faixa como um sinal de que a heliosfera não tem uma cauda de cometa. Ela parece mesmo é com uma bolha inflada. Já os pesquisadores do IBEX acreditam que o formato ainda seja de cometa, mas um pouco distorcido. Mas todos concordam que só vão determinar a verdadeira forma quando explicarem detalhadamente a faixa de átomos neutros.

Produzindo novos mapas a cada seis meses, o IBEX vai ter uma ideia de como a heliosfera se altera durante o ciclo solar de 11 anos, o que deve ajudar a exlicar a faixa, verificando, por exemplo, se ela é permanente ou temporária.

Veja também: BBC, Science News, National Geographic News e site oficial da missão IBEX.

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