por PGAPereira e NASA. Supunha que o nosso
sistema solar, como um cometa, tem uma cauda. Assim
como qualquer objeto que se move através de outro meio - por exemplo, um
meteoro viajando através da atmosfera da Terra - faz com que as partículas formem
uma corrente por trás dele. Mas a cauda de nossa
bolha solar, chamada de heliosfera, nunca foi realmente observada até agora.
Interstellar Boundary Explorer da NASA, ou IBEX, traçou
os limites do rabo da heliosfera, algo que nunca antes fora possível. Os cientistas descrevem esta cauda, chamado heliotail, em detalhes em
um artigo publicado em 10 de Julho de 2013 no The Astrophysical Journal. Ao
combinar observações dos três primeiros anos de imagens do IBEX, a equipe
traçou uma cauda que mostra uma combinação de partículas em movimento rápido e
lento. Existem dois lóbulos de partículas mais
lentas sobre os lados, as partículas mais rápidas ficam acima e abaixo, com
toda a estrutura torcida, uma vez que sofre o empurrar e puxar de campos
magnéticos para fora do sistema solar. "Ao
examinar os átomos neutros, o IBEX fez as primeiras observações da
heliotail", disse David McComas, autor principal do artigo e investigador
principal do IBEX no Instituto de Pesquisa do Sudoeste em San Antonio, Texas.
"Muitos modelos têm sugerido que a heliotail,
heliocalda, pode se mostrar assim, mas não tivemos observações. Nós sempre desenhávamos onde o rabo da heliosfera
simplesmente desaparece para fora da página, já que não conseguíamos especular
sobre o que ela realmente era.” Enquanto os
telescópios têm visto essas caudas em torno de outras estrelas, tem sido
difícil ver se a nossa estrela também teve uma. A Pioneer 10 foi nessa direção depois que ele cruzou a órbita
de Netuno em 1983. No entanto, ele perdeu força,
em 2003, antes de situar-se na cauda, então não temos dados da sonda diretamente
na cauda. Observando de longe é difícil, porque
as partículas na cauda, e toda a heliosfera, não brilham então elas
não podem ser vistas de forma convencional.
Com o IBEX, por outro lado, é possível mapear essas regiões, medindo
partículas neutras criadas por colisões nos limites da heliosfera. Essa
técnica, chamada de imagem de átomos neutros energéticos, se baseia no fato de
que os caminhos de partículas neutras não são afetados por campos magnéticos da
heliosfera. As partículas viajam em uma linha
reta de colisão para o IBEX. Consequentemente,
observando de onde as partículas neutras pudessem vir, descreve o que está
acontecendo nessas regiões distantes. "Usando
átomos neutros, o IBEX pode observar longe estruturas, mesmo a partir da órbita
da Terra", disse Eric Christian, cientista da missão IBEX no Goddard Space
Flight Center da NASA em Greenbelt, Md. "E o IBEX varre todo o céu, por
isso nos deu os nossos primeiros dados sobre o que o rabo da heliosfera parece,
uma parte importante da compreensão do nosso lugar e movimento através da
galáxia.” A viagem para esses átomos neutros
começa anos antes de atingir os instrumentos do IBEX. O vento solar soprando para fora dos fluxos do Sol em todas
as direções, movendo-se muito além dos planetas mais distantes, eventualmente
abrandam e dobra para trás ao longo da cauda, em resposta à pressão a partir do
material interestelar sofrendo influxo. As partículas participam
de uma migração em massa de partículas que se deslocam para trás dentro da
fronteira da heliosfera - uma fina camada chamada de heliopausa. Enquanto isso está acontecendo, um fluxo constante de átomos
neutros mais lentos, originários de outras partes da galáxia, viaja em todo o
sistema solar. Quando um desses átomos neutros
colide com uma das partículas carregadas rapidamente, podem trocar um elétron.
O resultado pode ser uma partícula carregada lenta e um
átomo neutro rápido. O neutro não está mais ligado
aos campos magnéticos, e em vez disso acelera em linha reta para fora em qualquer
direção que foi apontado naquele momento. Algumas
destas viagens duram anos até que eles são detectados pelo IBEX. "Ao recolher esses átomos neutros energéticos, o IBEX
fornece mapas das partículas carregadas originais", disse McComas. "As estruturas da heliotail, heliocalda, são invisíveis aos nossos olhos, mas podemos
usar esse truque remotamente para image das regiões ultraperiféricas da nossa
heliosfera."
Os primeiros resultados do IBEX na heliotail originalmente sugeriram que
poderia ser apenas uma pequena região do vento lento desacelerando da
heliotail, mas uma vez que os cientistas haviam coletado dados suficientes que
eles perceberam que tinha inicialmente visto apenas uma parte da imagem. Com base
no mapa da heliotail eles agora têm proporcionado alguém olhando diretamente
para baixo da cauda vê uma forma um pouco como um trevo de quatro folhas.
As duas folhas laterais são preenchidas com partículas
de movimento lento, e as folhas superior e inferior com as rápidas. Esta forma faz sentido, dado o fato de que o Sol tem enviado vento
solar principalmente rápido perto de seus pólos, e vento mais lento perto do
equador nos últimos anos - um padrão comum na fase mais recente do ciclo de
atividade de 11 anos do Sol. No entanto, o trevo
de quatro folhas não se alinha perfeitamente com o Sol. A forma inteira é ligeiramente rodada, o que indica que à medida
que se move para longe do Sol e da sua influência magnética, as partículas carregadas
começaram a ser empurradas para uma nova orientação, alinhando-se com os campos
magnéticos do local das galáxias. Os cientistas
ainda não sabem por quanto tempo a cauda deve existir. "A cauda é a nossa pegada na galáxia, e é excitante, que
estamos começando a entender a estrutura dela", disse Christian. "O próximo passo é incorporar essas observações em
nossos modelos e iniciar o processo para realmente entender nossa heliofera".
Os cientistas podem testar as suas simulações de
computador da heliosfera contra as novas observações e melhorar seus modelos,
conforme necessário. Juntos, os dados dos
instrumentos no espaço e análise em laboratórios no chão vão continuar a
melhorar a nossa compreensão da cauda de cometas fluindo afastando-se de nós.
IBEX é um Pequeno Explorador da Heliosfera da NASA.
O Instituto de Pesquisa do Sudoeste mantém o IBEX com
equipes de parceiros nacionais e internacionais. A Goddard gerencia o Programa de Exploradores da Direção de
Missões Científicas da NASA em Washington.
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