Temporizadores microscópicos revelam fonte provável da radiação espacial galácticas

Um enxame de estrelas massivas, visto pelo Telescópio Espacial Hubble. Este enxame é rodeado por nuvens de gás e poeira interestelar a que chamamos nebulosa. A nebulosa, localizada a 20.000 anos-luz de distância na constelação Quilha (Carina), contém o enxame central de estrelas gigantes e quentes, com o nome de NGC 3603. Investigações recentes mostram que os raios cósmicos galácticos que fluem para o nosso Sistema Solar são originários de enxames como este. Crédito: NASA/U. Virginia/INAF, Bolonha, Itália/USRA/Ames/STScI/AURA

De acordo com novos resultados da missão ACE (Advanced Composition Explorer) da NASA, a maioria dos raios cósmicos que detetamos cá na Terra foram criados há relativamente pouco tempo em enxames estelares vizinhos. O ACE permitiu com que a equipa de investigação determinasse a fonte destes raios cósmicos através das primeiras observações de um tipo muito raro de raio cósmico que atua como um pequeno temporizador, limitando a distância a que a fonte poderá estar da Terra. Antes das observações do ACE, não sabíamos se esta radiação tinha sido criada há muito tempo atrás a grandes distâncias, ou há relativamente pouco tempo e nas proximidades," afirma Eric Christian do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado americano de Maryland. Christian é coautor de um artigo sobre a investigação publicado na edição de 21 de abril da revista Science.

Os raios cósmicos são núcleos atómicos velozes com uma ampla gama de energia - os mais poderosos viajam quase à velocidade da luz. A atmosfera e o campo magnético da Terra protegem-nos dos raios cósmicos menos energéticos, que são os mais comuns. No entanto, os raios cósmicos são um perigo para astronautas desprotegidos que viajam para lá do campo magnético da Terra porque podem agir como balas microscópicas, danificando estruturas e quebrando moléculas em células vivas. A NASA está atualmente a investigar formas de reduzir ou mitigar os efeitos da radiação cósmica para proteger astronautas que viajam até Marte.

Esta imagem é um mosaico - um dos maiores já obtido pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA - da Nebulosa do Caranguejo, um remanescente de supernova com seis anos-luz de diâmetro. Investigações recentes mostram que os raios cósmicos galácticos que fluem para o nosso Sistema Solar são originários de objetos como este. Crédito: NASA/ESA/Universidade Estatal do Arizona

Os raios cósmicos são produzidos por uma variedade de eventos violentos no espaço. A maioria dos raios cósmicos originários do interior do nosso Sistema Solar têm uma energia relativamente baixa e vêm de eventos explosivos no Sol, como proeminências e ejeções de massa coronal. Os raios cósmicos de energias mais elevadas são extremamente raros e pensa-se que sejam produzidos por buracos negros que ingerem matéria no centro de outras galáxias. Os raios cósmicos, objetos deste estudo, são originários de fora do nosso Sistema Solar, mas ainda dentro da Via Láctea, e são chamados raios cósmicos galácticos. Pensa-se que sejam gerados por ondas de choque da explosão de estrelas, eventos a que chamamos supernovas. Os raios cósmicos galácticos detetados pelo ACE, que permitiram com que a equipa estimasse a idade dos raios cósmicos e a distância à fonte, contêm uma forma radioativa de ferro chamada Ferro-60 (60Fe).

Este ferro é produzido no interior de estrelas massivas que, quando explodem, libertam este material para o espaço através de ondas de choque da supernova. Algum do 60Fe nos detritos da estrela destruída é acelerado para velocidades de raios cósmicos quando outra estrela massiva no enxame das proximidades explode e a sua onda de choque colide com os restos da explosão estelar anterior.

Os raios cósmicos galácticos de 60Fe viajam pelo espaço a metade da velocidade da luz, cerca de 145.000 km/s. Isto pode parecer muito rápido, mas os raios cósmicos de 60Fe não viajam para muito longe, numa escala galáctica, por duas razões. Em primeiro lugar, não podem viajar em linha reta porque são eletricamente carregados e respondem a forças magnéticas. Portanto, são forçados a tomar caminhos complicados ao longo dos campos magnéticos entrelaçados da nossa Galáxia. Em segundo lugar, o 60Fe é radioativo e ao longo de um período de 2,6 milhões de anos, cerca de 50% é autodestruído, decaindo para outros elementos (Cobalto-60 e, em seguida, Níquel-60). Se os raios cósmicos 60Fe tivessem sido criados há centenas de milhões de anos ou mais, ou muito longe, eventualmente haveria muito pouco para o ACE detetar.

"A nossa deteção dos núcleos de ferro radioativos em raios cósmicos é uma prova clara de que houve, provavelmente, mais do que uma supernova nos últimos milhões de anos na nossa vizinhança da Galáxia," afirma Robert Binns da Universidade de Washington, em St. Louis, Missouri, autor principal do artigo. "Em 17 anos de observação, o ACE detetou aproximadamente 300.000 raios cósmicos galácticos de ferro comum, mas apenas 15 de Ferro-60 radioativo," explica Christian. "O facto de que vemos, nem que seja uma pequena quantidade de Ferro-60, no núcleo destes raios cósmicos, significa que devem ter sido criados há relativamente pouco tempo (nos últimos milhões de anos) e que a fonte deve estar relativamente próxima, até 3000 anos-luz, ou aproximadamente a largura do nosso braço espiral local.

" Um ano-luz é a distância que a luz percorre num ano, quase 9,5 biliões de quilómetros. Uma distância de meros milhares de anos-luz é ainda relativamente perto porque o grande agrupamento de centenas de milhares de milhões de estrelas que constituem a nossa Galáxia mede mais ou menos 100.000 anos-luz de largura. Existem mais de 20 enxames com estrelas massivas até alguns milhares de anos-luz, incluindo a Associação Escorpião-Centauro, constituída por três subgrupos, Escorpião Superior com 83 estrelas, Centauro-Lobo com 134 estrelas e Centauro Inferior-Cruzeiro, com 97 estrelas. Segundo a equipa de investigação, estes são muito provavelmente os grandes contribuintes do 60Fe que o ACE detetou. O ACE foi lançado no dia 25 de agosto de 1997 até um ponto 1.450.000 km entre a Terra e o Sol onde atua como sentinela, detetando radiação espacial de tempestades solares, da Galáxia e além.
Fonte:Astronomia Online


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