Ondas estranhas foram detectadas na borda do sistema solar

Uma ilustração mostrando o Sistema Solar dentro da heliosfera, com o choque de terminação e heliopausa representado por duas bolhas, uma dentro da outra. (NASA)

A bolha do espaço envolvendo o Sistema Solar pode estar enrugada, pelo menos às vezes. Dados de uma nave espacial que orbita a Terra revelaram estruturas de ondulação no choque de terminação e heliopausa: deslocando regiões do espaço que marcam uma das fronteiras entre o espaço dentro do Sistema Solar, e o que está fora – espaço interestelar.

Os resultados mostram que é possível obter uma imagem detalhada do limite do Sistema Solar e como ele muda com o tempo. Essas informações ajudarão os cientistas a entender melhor uma região do espaço conhecida como heliosfera, que sai do Sol e protege os planetas do nosso Sistema Solar a partir da radiação cósmica.

Há uma variedade de maneiras que o Sol afeta o espaço ao seu redor. Um deles é o vento solar, um fluxo supersônico constante de plasma ionizado. Ele sopra além dos planetas e do Cinturão de Kuiper, eventualmente se esgotando no grande vazio entre as estrelas.

O ponto em que esse fluxo cai abaixo da velocidade em que as ondas sonoras podem viajar através do meio interstallar difuso é chamado de choque de terminação, e o ponto em que ele não é mais forte o suficiente para empurrar para trás contra a leve pressão do espaço interestelar é o heliopause.

Ambas as sondas Voyager cruzaram a heliopausa e estão, efetivamente, agora cruzando o espaço interestelar, fornecendo-nos as primeiras medições in situ deste limite de mudança. Mas há outra ferramenta na órbita da Terra que tem ajudado os cientistas a mapear a heliopausa desde que começou a operar em 2009: o Explorador de Fronteira Interestelar (IBEX) da NASA. 

O IBEX mede átomos neutros energizados, que são criados quando o vento solar do Sol colide com o vento interestelar na fronteira do Sistema Solar. Alguns desses átomos são catapultados para o espaço, enquanto outros são arremessados de volta à Terra. Uma vez que a força do vento solar que os produziu é levada em conta, partículas neutras energizadas que retornam nosso caminho podem ser usadas para mapear a forma do limite, um pouco como a ecolocalização cósmica.

Mapas anteriores da estrutura da heliosfera têm se apoiado em medidas de longo prazo da evolução da pressão solar do vento e emissões de átomos neutros energéticos, o que resultou em uma suavização da fronteira tanto no espaço quanto no tempo. Mas em 2014, durante um período de aproximadamente seis meses, a pressão dinâmica do vento solar aumentou cerca de 50%.

Uma equipe de cientistas liderada pelo astrofísico Eric Zirnstein, da Universidade de Princeton, usou este evento em menor escala para obter um instantâneo mais detalhado da forma do choque de terminação e heliopausa – e encontrou enormes ondulações, na escala de dezenas de unidades astronômicas (uma unidade astronômica é a distância média entre a Terra e o Sol).

Eles também realizaram modelagem e simulações para determinar como este vento de alta pressão interagiu com o limite do Sistema Solar. Eles descobriram que a frente de pressão atingiu o choque de rescisão em 2015, enviando uma onda de pressão pela região entre o choque de término e o heliopausa conhecido como heliosheath interior.

Na heliopausa, uma onda refletida viaja para trás, colidindo com o fluxo ainda de entrada de plasma carregado atrás da frente de pressão, criando uma tempestade de átomos neutros energéticos que preenche o heliosheath interior quando a onda refletida chega de volta ao choque de terminação. 

As medidas da equipe também mostram uma mudança bastante significativa na distância para a heliopausa. A Voyager 1 cruzou o heliopause em 2012 a uma distância de 122 unidades astronômicas. Em 2016, a equipe mediu que a distância até o heliopausa na direção da Voyager 1 era de cerca de 131 unidades astronômicas; naquela época, a sonda estava a 136 unidades astronômicas do sol, ainda no espaço interestelar, mas com uma heliosfera balonizado atrás dela.

A medição da equipe para o heliopause na direção da Voyager 2 em 2015 é um pouco mais complicada: 103 unidades astronômicas, com margem de erro de 8 unidades astronômicas de cada lado. Naquela época, a Voyager 2 era de 109 unidades astronômicas do Sol, que ainda está dentro da margem de erro. Só passou pelo heliopause em 2018, a uma distância de 119 unidades astronômicas.

Ambas as medidas sugerem que a forma do heliopausa muda, e não insignificantemente. Não está totalmente claro por quê.

No entanto, em 2025, uma nova sonda será enviada ao espaço para medir a emissão de átomos neutros energéticos com maior precisão e através de uma faixa de energia mais ampla. Isso, disse a equipe, deve ajudar a responder algumas das perguntas desconcertantes sobre a bolha estranha, invisível e "enrugada" que protege nosso pequeno sistema planetário da estranheza do espaço.

Fonte: sciencealert.com