Limite da heliosfera mapeado pela primeira vez

A fronteira da heliosfera foi mapeada pela primeira vez, dando aos cientistas uma melhor compreensão de como os ventos solares e interestelares interagem.

“Os modelos físicos teorizaram esta fronteira durante anos,” disse Dan Reisenfeld, cientista do Laboratório Nacional de Los Alamos e autor principal do artigo, que foi publicado na revista The Astrophysical Journal. “Mas esta é a primeira vez que realmente conseguimos medi-la e fazer um mapa tridimensional.”

A heliosfera é uma bolha criada pelo vento solar, um fluxo de principalmente protões, eletrões e partículas alfa que se estende do Sol ao espaço interestelar e protege a Terra da radiação interestelar prejudicial.

Reisenfeld e uma equipa de outros cientistas usaram dados do satélite IBEX (Interstellar Boundary Explorer) da NASA, que deteta partículas que vêm da heliobainha, a camada fronteiriça entre o Sistema Solar e o espaço interestelar. A equipa conseguiu mapear a orla desta zona – uma região chamada heliopausa. Aqui, o vento solar, que empurra em direção ao espaço interestelar, colide com o vento interestelar, que empurra em direção ao Sol.

Para fazer esta medição, usaram uma técnica semelhante à forma como os morcegos usam o sonar. “Assim como os morcegos enviam pulsos de sonar em todas as direções e usam o sinal de retorno para criar um mapa mental dos seus arredores, usámos o vento solar do Sol, que se espalha em todas as direções, para criar um mapa da heliosfera,” disse Reisenfeld.

Fizeram isto usando a medição do satélite IBEX de átomos neutros energéticos que resultam de colisões entre as partículas do vento solar e aquelas do vento interestelar. A intensidade desse sinal depende da intensidade do vento solar que atinge a heliobainha. Quando uma onda atinge a heliobainha, a contagem de átomos neutros energéticos aumenta e o IBEX pode detetá-la.

“O ‘sinal’ do vento solar enviado pelo Sol varia em força, formando um padrão único,” explicou Reisenfeld. “O IBEX verá o mesmo padrão no sinal de retorno dos átomos neutros energéticos, dois a seis anos depois, dependendo da energia destes átomos e da direção que o IBEX está a observar através da heliosfera. Esta diferença de tempo é como encontramos a distância à fonte dos átomos neutros energéticos numa direção específica.”

Os investigadores então aplicaram este método para construir o mapa tridimensional, usando dados recolhidos ao longo de um ciclo solar completo, de 2009 a 2019.

“Ao fazer isto, podemos ver os limites da heliosfera da mesma forma que um morcego usa o sonar para ‘ver’ as paredes de uma caverna,” acrescentou.

O motivo pelo qual demora tanto para o sinal regressar ao IBEX é por causa das vastas distâncias envolvidas. As distâncias no Sistema Solar são medidas em unidades astronómicas (UA), onde 1 UA é a distância da Terra ao Sol. O mapa de Reisenfeld mostra que a distância mínima do Sol à heliopausa é aproximadamente 120 UA na direção do vento interestelar e, na direção oposta, estende-se pelo menos 350 UA, que é o limite de distância da técnica de sondagem. Para referência, a órbita de Neptuno tem cerca de 60 UA de diâmetro.

// Laboratório Nacional de Los Alamos (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal)

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