Sondas Voyager descobrem uma nova interação física nos limites do Sistema Solar

kara brugman / Flickr

Sonda Voyager 1 (conceito artístico)

Uma equipe de físicos liderada pela Universidade de Iowa estudou alguns dados que chegaram das sondas e encontrou uma nova mecânica de aceleração dos elétrons de raios cósmicos.

As sondas Voyager 1 e 2 já estão viajando pelo Sistema Solar há mais de 40 anos e alcançaram lugares onde nenhuma outra nave feita por humanos jamais esteve. Embora estejam agora além das órbitas dos oito planetas oficiais do nosso quintal espacial, em um espaço mais insólito e longe da luz solar, é de se esperar que elas encontrem algo novo. E foi isso o que aconteceu agora, ao detectar elétrons altamente acelerados.

Uma equipe de físicos liderada pela Universidade de Iowa estudou alguns dados que chegaram das sondas e encontrou uma nova mecânica de aceleração dos elétrons de raios cósmicos. Eles são impulsionados por ondas de choque que começam através de grandes erupções no Sol, e atingem velocidades próximas à da luz. Com isso, as Voyager se tornaram as primeiras naves a registrar esta física no universo.

Mas como isso ocorre? Bem, pense em uma ejeção de massa formada por gás quente e energia da superfície solar, devido a uma espécie de “explosão” que às vezes acontece em nosso Sol. Essas ejeções causam uma onda de choque que impulsionam elétrons de baixa energia no meio interestelar. Estes, por sua vez, atingem velocidades ainda maiores. À medida que avançam, ficam 670 vezes mais rápidos do que as próprias ondas de choque que os impulsionaram.

Quando dizemos que essas coisas desconhecidas acontecem no “meio interestelar”, estamos nos referindo a algo não tão longe, mas ali na heliopausa — a região localizada ao redor do Sistema Solar, onde o vento solar é parado porque a pressão exercida por ele não é mais intensa o suficiente para repelir o vento que vem de fora. Normalmente, a heliopausa é considerada a fronteira mais externa do Sistema Solar e, portanto, é ainda um grande mistério. A palavra “interestelar” significa “meio entre as estrelas”, que neste caso é o Sol e as suas vizinhas (houve uma controvérsia se as Voyager de fato estão em um espaço interestelar ou não, mas este é um outro assunto. Por hora, os autores consideram que estão, sim).

As ondas de choque que emanaram das ejeções de massa coronal se movem para fora do Sol a cerca de um milhão e meio de km/h — e mesmo assim, levam mais de um ano para atingirem a heliopausa e outro meio ano para chegarem ao meio interestelar. Quando chegam ali, interagem com o campo magnético da heliopausa, e é justamente essa interação que “aciona” a aceleração dos elétrons.

Estes elétrons, por sua vez, são impulsionados e atingem velocidades ainda maiores. À medida que avançam rumo às fronteiras do Sistema Solar, ficam até 670 vezes mais rápidos do que as ondas de choque iniciais. Por isso acabam chegando às Voyager, após poucos dias, e se encontram com os instrumentos científicos a bordo delas. Para se ter uma ideia de como eles aceleram, a própria onda de choque que os impulsionou leva até um mês depois da interação no campo eletromagnético para alcançar as naves.

Os autores do estudo se referem a este mecanismo como “choques interestelares” e o compararam a um jogo de pingue-pongue, no qual a bola é o elétron e o choque no campo magnético é a raquete. “Este é um mecanismo totalmente novo — o choque acelera os elétrons”, disse Don Gurnett da Universidade de Iowa. “Mas o choque ainda não atingiu a espaçonave, então é um precursor, que estamos chamando de choque prévio”.

Os cientistas cogitam que esses eventos são raros, mas ainda é cedo para qualquer conclusão definitiva. Mais dados serão necessários, mas o estudo, publicado no Astronomical Journal, pode ajudar a melhorar a compreensão dos cientistas sobre as interações entre ondas de choque e a radiação cósmica no espaço interestelar, o que poderá ser útil no estudo de outras estrelas e também para os futuros astronautas.

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