Sistema Solar tem uma cauda parecida com um trevo de quatro
folhas
É assumido desde há muito tempo que o nosso Sistema Solar,
tal como um cometa, tem uma cauda. Assim como qualquer objeto que se move
através de um outro meio, como um meteoro que viaja através da atmosfera da
Terra, este faz com que as partículas formem uma corrente que segue atrás.
Mas a cauda da nossa bolha solar, chamada heliosfera, nunca
tinha sido realmente observada, até agora.
O IBEX (Interstellar Boundary Explorer), da NASA, traçou os
limites da cauda da heliosfera, algo que nunca tinha sido possível. Os
cientistas descrevem em grande detalhe esta cauda, chamada heliocauda, num
artigo publicado no passado dia 10 de Julho, na revista The Astrophysical
Journal. Ao combinar observações dos primeiros três anos de imagens do IBEX, a
equipe mapeou uma cauda que mostra uma combinação de partículas em movimento
rápido e lento. Existem dois lóbulos de partículas lentas em ambos os lados,
partículas mais rápidas acima e abaixo, estando toda a estrutura torcida, uma
vez que sofre o empurrar e o puxar dos campos magnéticos exteriores ao Sistema
Solar.
"Ao examinar os átomos neutros, o IBEX fez as primeiras
observações da heliocauda", afirma David McComas, autor principal do
artigo e pesquisador principal para o IBEX no Instituto de Pesquisa do Sudoeste
em San Antonio, no estado americano do Texas. "Muitos modelos sugeriram
que a heliocauda podia ser desta ou daquela maneira, mas não tínhamos observações
para o comprovar. Sempre tivemos que desenhar imagens onde a cauda da
heliosfera simplesmente desaparece da página, pois nem podíamos especular como
era realmente."
Embora os telescópios já tivessem avistado estas caudas em
torno de outras estrelas, tem sido difícil determinar se a nossa também tinha
uma. A Pioneer 10 viajava nessa direção depois de passar Netuno em 1983. No
entanto, perdeu poder em 2003, antes de chegar à cauda, por isso não temos
dados de sondas diretamente na cauda. Vê-la de longe é difícil, porque as
partículas na cauda, e por toda a heliosfera, não brilham, por isso não podem
ser vistas convencionalmente.
O IBEX, por outro lado, pode mapear estas regiões ao medir
partículas neutras criadas por colisões nos limites da heliosfera. Esta técnica
baseia-se no fato de que os percursos das partículas neutras não são afetadas
pelos campos magnéticos da heliosfera. As partículas viajam numa linha reta
desde a colisão até ao IBEX. Consequentemente, a observação do local de origem
das partículas neutras descreve o que se passa nestas regiões distantes.
"Usando átomos neutros, o IBEX consegue observar
estruturas muito distantes, até mesmo de órbita terrestre," afirma Eric
Christian, cientista da missão IBEX no Centro de Voo Espacial Goddard da NASA
em Greenbelt, Maryland. "E o IBEX varre todo o céu, por isso nos forneceu
os primeiros dados da forma da cauda da heliosfera, uma parte importante da
compreensão do nosso lugar e movimento através da Galáxia."
A viagem destes átomos neutros começa anos antes de
atingirem os instrumentos do IBEX. O vento solar que sopra para longe da nossa
estrela move-se em todas as direções, para além dos planetas mais longínquos,
eventualmente abrandando e dobrando-se para trás ao longo da cauda, em resposta
à pressão do material interestelar influxo. As partículas juntam-se a uma
migração em massa de partículas que se movem para trás desde a fronteira da
heliosfera - uma fina camada chamada heliopausa.
Enquanto isto acontece, um fluxo constante de átomos neutros
mais lentos, originários de outras partes da Galáxia, viajam pelo Sistema
Solar. Quando um destes átomos neutros colide com uma das partículas carregadas
mais rápidas, podem trocar um elétron. O resultado pode ser uma partícula
carregada mais lenta e um átomo neutro mais rápido. O neutro já não está ligado
aos campos magnéticos, e ao invés acelera em linha reta e na direção em que
estava apontado nesse momento. Alguns destes viajam durante anos até serem
detectados pelo IBEX.
"Ao recolher estes átomos neutros energéticos, o IBEX
fornece mapas das partículas carregadas originais," afirma McComas.
"As estruturas na heliocauda são invisíveis aos nossos olhos, mas podemos
usar este truque para 'fotografar' remotamente as regiões ultraperiféricas da
nossa heliosfera."
Os primeiros resultados do IBEX sobre a heliocauda sugeriam
originalmente que podia haver uma pequena região de vento solar lento na
direção da heliocauda, mas assim que os cientistas recolheram dados
suficientes, perceberam que tinham visto apenas parte da imagem. Com base no
mapa da heliocauda agora fornecido, alguém olhando diretamente para a cauda vê
uma forma parecida com um trevo de quatro folhas. As duas folhas laterais estão
repletas de partículas de movimento lento, e as folhas em cima e em baixo com
partículas rápidas. Esta forma faz sentido, dado o fato que o Sol nos últimos
anos tem enviado os seus ventos velozes perto dos pólos, e ventos mais lentos
perto do seu equador - um padrão comum na fase mais recente do seu ciclo de 11
anos de atividade.
No entanto, o trevo de quatro folhas não alinha
perfeitamente com o Sol. A forma no geral está ligeiramente inclinada,
indicando que à medida que se afasta do Sol e da sua influência magnética, as
partículas carregadas começam a ser empurradas para uma nova orientação,
alinhando-se com os campos magnéticos da Galáxia local. Os cientistas ainda não
sabem o tamanho da cauda.
"A cauda é a nossa pegada na Galáxia, e é excitante que
estamos agora começando a compreender a sua estrutura," realça Christian.
"O próximo passo é incorporar estas observações nos nossos modelos e
começar o processo de realmente entender a nossa heliosfera."
Os cientistas podem testar as suas simulações de computador
da heliosfera contra novas observações e melhorar os seus modelos, conforme
necessário. Em conjunto, os dados dos instrumentos no espaço e análises em
laboratório cá na Terra vão continuar a melhorar a nossa compreensão da cauda
tipo-cometa que nos acompanha mais atrás.
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