Fronteira do Sistema Solar possui uma faixa brilhante e misteriosa

Mapa espacial

A sonda espacial IBEX (Interstellar Boundary Explorer – Explorador da fronteira interestelar), lançada há exatamente um ano, começou a traçar o primeiro mapa da fronteira entre o Sistema Solar e o espaço exterior. E a revelar muitas surpresas.

A IBEX coletou dados durante seis meses, o que já foi suficiente para questionar as teorias atuais sobre a heliosfera – uma espécie de “bolha” formada pelas emanações de partículas solares, o chamado “vento solar” – e fornecer informações para as quais ainda não houve tempo suficiente para a fundamentação de novas teorias.

Fronteira do Sistema Solar

O “vento solar” é uma corrente de partículas carregadas que viajam continuamente a partir do Sol em todas as direções. É como se esse “vento” inflasse uma gigantesca bolha no espaço – é essa bolha que se chama heliosfera, a região do espaço dominada pela influência do Sol e no interior da qual ficam os planetas.

Ao mesmo tempo, nosso Sistema Solar move-se velozmente ao redor do centro da Via Láctea, o que o faz colidir com “ventos interestelares,” uma chuva de partículas emitidas pelas outras estrelas.

Em um determinado ponto, ainda não precisamente localizado no espaço, o vento solar e o vento interestelar se encontram. O local onde suas pressões se equivalem determina a fronteira do Sistema Solar.

Formato da heliosfera

Desta forma, traçar a fronteira do Sistema Solar equivale a desenhar o formato da heliosfera. Esse formato tem sido alvo de acalorados debates há décadas. Os únicos dados concretos disponíveis até hoje haviam sido coletados pelas duas sondas Voyager, os primeiros objetos construídos pelo homem a deixar o Sistema Solar.

Viajando em direções opostas, as duas históricas Voyager fizeram descobertas surpreendentes quando cruzaram a fronteira do Sistema Solar. Mas seus instrumentos já antigos, e o fato de tomarem medidas de apenas dois pontos de uma “bolha” de proporções descomunais, não deixavam dúvidas de que os dados pontuais eram insuficientes para quaisquer conclusões definitivas.

Fronteira do Sistema Solar possui uma faixa brilhante e misteriosa
Ilustração da formação dos átomos energéticos neutros (ENAs). [Imagem: Walt Feimer/NASA GSFC]

Átomos energéticos neutros

Ao contrário da maioria das sondas e telescópios espaciais, que coletam luz, a IBEX coleta partículas. Mais especificamente, partículas chamadas átomos energéticos neutros – ENA na sigla em inglês (Energetic Neutral Atoms).

Os átomos energéticos neutros são criados na região da fronteira interestelar quando as partículas eletricamente carregadas e quentes do “vento solar” colidem com as partículas frias do “vento interestelar,” roubando-lhes um elétron. Essa colisão não produz luz em nenhum comprimento de onda que pudesse ser observada pelos telescópios.

Já os ENAs viajam na direção do Sol com velocidades que variam entre 160.000 km/h e quase 4 milhões de km/h. A sonda IBEX possui dois detectores de ENAs. Orbitando a Terra e rotacionando de forma precisa, a sonda captou esses átomos neutros energéticos vindos de todas as direções, traçando o primeiro mapa de grande precisão do que acontece nessa zona de choque de partículas.

Mapa da heliosfera

Usando também dados da sonda Cassini, que está observando Saturno desde 2004, o grupo de cientistas da IBEX construiu 14 mapas que colocaram os dados das sondas Voyager em seu devido contexto, demonstrando a importância da obtenção de medições globais.

“Pela primeira vez, nós estamos colocando nossas cabeças para fora da atmosfera do Sol e começando a entender realmente nosso lugar na galáxia,” comemorou o Dr. David McComas, coordenador da missão IBEX.

Em vez de uma heliosfera circular e homogênea, os dados indicam a presença de uma faixa estreita e extremamente “brilhante” serpenteando pelo céu – onde brilhante não se refere a nenhum luz, mas a uma elevada concentração de átomos energéticos neutros.

Nessa faixa, a energia dos ENAs varia entre 0,2 e 0,6 keV (kiloeletron volts) e a atividade dos átomos energéticos neutros é de duas a três vezes maior do que no restante da heliosfera.

“Nós esperávamos ver variações espaciais pequenas e graduais na fronteira interestelar, a cerca de 16 bilhões de quilômetros de distância da Terra. Entretanto, a IBEX está nos mostrando uma faixa muito estreita que é duas a três vezes mais brilhante do que qualquer outro objeto no céu,” disse McComas.

Novas teorias

Apesar dos seis artigos científicos publicados nesta sexta-feira a partir dessas medições iniciais, os cientistas afirmam que será necessário mais tempo para que se entenda perfeitamente os dados coletados pela IBEX.

O formato da heliosfera, por exemplo, ainda não encontrou um consenso entre os cientistas. “Os resultados da IBEX são absolutamente extraordinários, com emissões que não podem ser explicadas por nenhuma teoria existente,” diz McComas.

Entretanto, como a faixa parece ter seu desenho traçado pelo campo magnético interestelar, fora da heliosfera, as observações sugerem que o ambiente interestelar tem muito mais influência sobre o formato da heliosfera do que qualquer teoria existente até hoje sugeria.

Viagens espaciais do futuro

A sonda também foi a primeira a coletar hidrogênio e oxigênio do meio interestelar, o que ajudará os cientistas a terem uma ideia mais precisa sobre a composição do espaço além das fronteiras do Sistema Solar.

Estas observações são importantes para as viagens espaciais do futuro pois, da mesma forma que a atmosfera terrestre nos protege da radiação do espaço exterior, a heliosfera protege o Sistema Solar dos raios cósmicos interestelares.

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