{"id":6520,"date":"2023-11-17T07:19:33","date_gmt":"2023-11-17T06:19:33","guid":{"rendered":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=6520"},"modified":"2023-11-17T07:19:33","modified_gmt":"2023-11-17T06:19:33","slug":"uma-explosao-de-raios-gama-e-os-seus-efeitos-na-ionosfera-terrestre-fazem-relembrar-os-eventos-de-extincao-em-massa","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2023\/11\/17\/uma-explosao-de-raios-gama-e-os-seus-efeitos-na-ionosfera-terrestre-fazem-relembrar-os-eventos-de-extincao-em-massa\/","title":{"rendered":"Uma explos\u00e3o de raios gama e os seus efeitos na ionosfera terrestre fazem relembrar os eventos de extin\u00e7\u00e3o em massa"},"content":{"rendered":"
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Impress\u00e3o art\u00edstica que retrata o efeito de uma poderosa explos\u00e3o de raios gama que provocou uma perturba\u00e7\u00e3o significativa na ionosfera do nosso planeta. Este \u00e9 o resultado de uma explos\u00e3o de raios gama (GRB) proveniente de uma supernova, numa gal\u00e1xia a quase dois mil milh\u00f5es de anos-luz de dist\u00e2ncia. Na imagem est\u00e1 uma representa\u00e7\u00e3o da miss\u00e3o Integral da ESA (\u00e0 esquerda), que detetou a explos\u00e3o, e do sat\u00e9lite CSES (\u00e0 direita), que monitoriza a ionosfera superior em busca de mudan\u00e7as no seu comportamente eletromagn\u00e9tico.
Cr\u00e9dito: ESA\/ATG Europe<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Uma enorme explos\u00e3o de raios gama, detetada pelo telesc\u00f3pio espacial Integral da ESA, atingiu a Terra. A explos\u00e3o causou uma perturba\u00e7\u00e3o significativa na ionosfera do nosso planeta. Estas perturba\u00e7\u00f5es est\u00e3o normalmente associadas a eventos de part\u00edculas energ\u00e9ticas no Sol, mas esta foi o resultado da explos\u00e3o de uma estrela a quase dois mil milh\u00f5es de anos-luz de dist\u00e2ncia. A an\u00e1lise dos efeitos da explos\u00e3o pode fornecer informa\u00e7\u00f5es sobre as extin\u00e7\u00f5es em massa na hist\u00f3ria da Terra.<\/p>\n\n\n\n

\u00c0s 14:21 de 9 de outubro de 2022, uma explos\u00e3o de raios gama (ou GRB, sigla inglesa para “gamma-ray burst”) extremamente brilhante e de longa dura\u00e7\u00e3o foi detetada por muitos dos sat\u00e9lites de alta energia em \u00f3rbita perto da Terra, incluindo a miss\u00e3o Integral da ESA.<\/p>\n\n\n\n

O Integral (INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) foi lan\u00e7ado pela ESA em 2002 e tem vindo a detetar, desde essa altura, explos\u00f5es de raios gama quase todos os dias. No entanto, GRB 221009A, como foi batizada a explos\u00e3o, foi tudo menos vulgar. “Foi provavelmente a explos\u00e3o de raios gama mais brilhante que alguma vez detet\u00e1mos”, afirma Mirko Piersanti, da Universidade de L’Aquila, It\u00e1lia, e principal autor da equipa que publicou estes resultados.<\/p>\n\n\n\n

As explos\u00f5es de raios gama foram, em tempos, acontecimentos misteriosos, mas atualmente reconhece-se que s\u00e3o a liberta\u00e7\u00e3o de energia de estrelas em explos\u00e3o, as chamadas supernovas, ou da colis\u00e3o de duas estrelas de neutr\u00f5es superdensas.<\/p>\n\n\n\n

“Temos vindo a medir explos\u00f5es de raios gama desde os anos 60 e esta \u00e9 a mais forte alguma vez medida”, diz o coautor Pietro Ubertini, do INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica), Roma, It\u00e1lia, e investigador principal do instrumento IBIS do Intergral. T\u00e3o forte, de facto, que a sua rival mais pr\u00f3xima registada \u00e9 dez vezes mais fraca. Estatisticamente, um GRB t\u00e3o forte como GRB 221009A chega \u00e0 Terra apenas uma vez em cada 10.000 anos.<\/p>\n\n\n\n

Durante os 800 segundos de impacto dos raios gama, a explos\u00e3o emitiu energia suficiente para ativar detetores de rel\u00e2mpagos na \u00cdndia. Instrumentos na Alemanha detetaram sinais de que a ionosfera da Terra foi perturbada durante v\u00e1rias horas pela explos\u00e3o. Esta quantidade extrema de energia deu \u00e0 equipa a ideia de procurar os efeitos da explos\u00e3o na ionosfera da Terra.<\/p>\n\n\n\n

A ionosfera \u00e9 a camada da atmosfera superior da Terra que cont\u00e9m gases eletricamente carregados de nome plasma. Estende-se de cerca de 50 km a 950 km de altitude. Os investigadores referem-se a ela como a ionosfera superior, acima dos 350 km, e a ionosfera inferior, abaixo dos 350 km. A ionosfera \u00e9 t\u00e3o t\u00e9nue que as naves espaciais podem manter \u00f3rbitas na maior parte da ionosfera.<\/p>\n\n\n\n

Uma dessas naves espaciais \u00e9 o CSES (China Seismo-Electromagnetic Satellite), tamb\u00e9m conhecido como Zhangheng, uma miss\u00e3o espacial sino-italiana. Foi lan\u00e7ado em 2018 e monitoriza a parte superior da ionosfera para detetar altera\u00e7\u00f5es no seu comportamento eletromagn\u00e9tico. A sua miss\u00e3o principal \u00e9 estudar poss\u00edveis liga\u00e7\u00f5es entre as altera\u00e7\u00f5es na ionosfera e a ocorr\u00eancia de eventos s\u00edsmicos, como terramotos, mas tamb\u00e9m pode estudar o impacto da atividade solar na ionosfera.<\/p>\n\n\n\n

Tanto Mirko como Pietro fazem parte da equipa cient\u00edfica do CSES e aperceberam-se de que, se o GRB tivesse criado uma perturba\u00e7\u00e3o, o CSES deveria t\u00ea-la visto. Mas n\u00e3o podiam ter a certeza. “Procur\u00e1mos, no passado, este efeito noutros GRBs, mas n\u00e3o t\u00ednhamos visto nada”, diz Pietro.<\/p>\n\n\n

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Esta ilustra\u00e7\u00e3o mostra os ingredientes de uma longa explos\u00e3o de raios-gama, o tipo mais comum. O n\u00facleo de uma estrela massiva (esquerda) entrou em colapso, formando um buraco negro que envia um jato de part\u00edculas em movimento atrav\u00e9s da estrela em colapso e para o espa\u00e7o, quase \u00e0 velocidade da luz. A radia\u00e7\u00e3o atrav\u00e9s do espectro surge do g\u00e1s ionizado quente (plasma) na vizinhan\u00e7a do buraco negro rec\u00e9m-nascido, colis\u00f5es entre conchas de g\u00e1s em r\u00e1pido movimento dentro do jato (ondas de choque internas), e da orla dianteira do jato \u00e0 medida que este varre e interage com o seu ambiente (choque externo).
Cr\u00e9dito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

No passado, foram observados GRBs a afetar a ionosfera inferior durante a noite, quando a influ\u00eancia solar \u00e9 removida, mas nunca no lado superior. Isto levou a crer que, quando chega \u00e0 Terra, a explos\u00e3o de um GRB j\u00e1 n\u00e3o \u00e9 suficientemente poderosa para produzir uma varia\u00e7\u00e3o na condutividade da ionosfera que conduza a uma varia\u00e7\u00e3o do campo el\u00e9trico.<\/p>\n\n\n\n

Desta vez, por\u00e9m, quando os cientistas olharam, a sua sorte foi diferente. O efeito era \u00f3bvio e forte. Pela primeira vez, viram uma perturba\u00e7\u00e3o intensa sob a forma de uma forte varia\u00e7\u00e3o do campo el\u00e9trico na ionosfera superior. “\u00c9 espantoso. Podemos ver coisas que est\u00e3o a acontecer no espa\u00e7o profundo, mas que tamb\u00e9m afetam a Terra”, diz Erik Kuulkers, cientista de projeto da ESA.<\/p>\n\n\n\n

Este GRB em particular teve lugar numa gal\u00e1xia a quase 2 mil milh\u00f5es de anos-luz de dist\u00e2ncia – portanto, h\u00e1 dois mil milh\u00f5es de anos – mas ainda assim teve energia suficiente para afetar a Terra. Embora o Sol seja normalmente a principal fonte de radia\u00e7\u00e3o suficientemente forte para afetar a ionosfera da Terra, este GRB acionou instrumentos geralmente reservados para estudar as imensas explos\u00f5es na atmosfera do Sol conhecidas como erup\u00e7\u00f5es solares. “Esta perturba\u00e7\u00e3o teve um impacto not\u00e1vel nas camadas mais baixas da ionosfera terrestre, situadas a dezenas de quil\u00f3metros acima da superf\u00edcie do nosso planeta, deixando uma marca compar\u00e1vel \u00e0 de uma grande explos\u00e3o solar”, afirma Laura Hayes, investigadora e f\u00edsica solar da ESA.<\/p>\n\n\n\n

Esta marca assumiu a forma de um aumento da ioniza\u00e7\u00e3o na ionosfera inferior. Foi detetada em sinais de r\u00e1dio de muito baixa frequ\u00eancia que circulam entre o solo e a ionosfera inferior da Terra. “Essencialmente, podemos dizer que a ionosfera se ‘deslocou’ para altitudes mais baixas e detet\u00e1mos este facto na forma como as ondas de r\u00e1dio saltam ao longo da ionosfera”, explica Laura, que publicou estes resultados em 2022.<\/p>\n\n\n\n

Refor\u00e7a a ideia de que uma supernova na nossa pr\u00f3pria Gal\u00e1xia pode ter consequ\u00eancias muito mais graves. “Tem havido um grande debate sobre as poss\u00edveis consequ\u00eancias de uma explos\u00e3o de raios gama na nossa pr\u00f3pria Gal\u00e1xia”, diz Mirko.<\/p>\n\n\n\n

Na pior das hip\u00f3teses, a explos\u00e3o n\u00e3o s\u00f3 afetaria a ionosfera, como tamb\u00e9m poderia danificar a camada de ozono, permitindo que a perigosa radia\u00e7\u00e3o ultravioleta do Sol chegasse \u00e0 superf\u00edcie da Terra. Especula-se que este efeito seja uma poss\u00edvel causa de alguns dos eventos de extin\u00e7\u00e3o em massa que se sabe terem ocorrido na Terra no passado. Mas para investigar a ideia, precisamos de muito mais dados.<\/p>\n\n\n\n

Agora que sabem exatamente o que procurar, a equipa j\u00e1 come\u00e7ou a analisar os dados recolhidos pelo CSES e a correlacion\u00e1-los com as outras explos\u00f5es de raios gama observadas pelo Integral. E, embora s\u00f3 possam recuar at\u00e9 2018, quando o CSES foi lan\u00e7ado, j\u00e1 foi planeada uma miss\u00e3o de seguimento, garantindo que esta nova e fascinante janela para a forma como a Terra interage com o Universo, mesmo muito distante, continuar\u00e1 aberta.<\/p>\n\n\n\n

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