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Estudo mapeia pela primeira vez os limites do Sistema Solar

Cientistas criaram mapa 3D pioneiro que mostra fronteiras da heliosfera com o espaço, uma região varrida pelos fortes ventos interestelares
Limite da heliosfera

Cientistas conseguiram mapear a heliopausa, que é o limite da heliosfera (em marrom) com o espaço interestelar (em azul escuro). Créditos: NASA/IBEX/Adler Planetarium

Pela primeira vez, uma equipe de cientistas mapeou a região onde está localizado o limite da heliosfera. O trabalho vai ajudar nas pesquisas sobre  a interação entre o  vento solar e os ventos de origem interestelar.

“Modelos físicos vêm teorizando sobre essa fronteira há anos”, disse Dan Reisenfeld, cientista do Laboratório Nacional de Los Alamos e principal autor do artigo, e responsável pelo mapeamento.  “Mas esta é a primeira vez que realmente conseguimos medir e fazer um mapa tridimensional.”

A heliosfera é uma bolha criada pelo vento solar. É um fluxo de prótons, elétrons e partículas alfa que se estende desde o Sol até o espaço interestelar, protegendo a Terra da radiação interestelar prejudicial.

Em seu trabalho publicado no Astrophysical Journal, Reisenfeld e a equipe  usaram dados do Interstellar Boundary Explorer (IBEX). O IBEX é um satélite da Nasa que detecta partículas que vêm da camada limite entre o Sistema Solar e o espaço interestelar, ou seja, da heliosfera. A equipe conseguiu mapear a borda dessa zona – uma região chamada heliopausa.  Nela, o vento solar, que se desloca  em direção ao espaço interestelar, colide com o vento interestelar, que se desloca em direção ao sol.

Para realizar essa medição, eles utilizaram uma técnica semelhante ao sonar dos morcegos. “Assim como os morcegos enviam pulsos de sonar em todas as direções e usam o sinal de retorno para criar um mapa mental de seus arredores, usamos o vento solar do Sol, que vai em todas as direções, para criar um mapa da heliosfera”, disse Reisenfeld .

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Eles fizeram isso usando a medição do satélite IBEX de átomos neutros energéticos (ENAs), que surgem a partir  das colisões entre as partículas do ventos solar e as partículas dos ventos interestelares. A intensidade desse sinal depende da intensidade do vento solar que atinge a heliopausa. Quando uma onda atinge a pausa, a contagem de ENA aumenta e o IBEX pode detectá-la.

“O ‘sinal’ do vento solar enviado pelo Sol varia em intensidade, formando um padrão único”, explicou Reisenfeld. “O IBEX verá o mesmo padrão no sinal de retorno da ENA, dois a seis anos depois, dependendo da energia da ENA e da direção que o IBEX está olhando através da heliosfera. Esta diferença de tempo é como encontramos a distância até a região da fonte ENA em um direção particular.”

Eles, então, aplicaram esse método para construir o mapa tridimensional, usando dados coletados ao longo de um ciclo solar completo, de 2009 a 2019. “Ao fazer isso, somos capazes de ver os limites da heliosfera da mesma forma que um morcego usa o sonar para ‘ver’ as paredes de uma caverna”, acrescentou.

O motivo por trás da demora para o retorno do sinal ao IBEX está relacionado às vastas distâncias envolvidas. As distâncias no Sistema Solar são medidas em unidades astronômicas (UA), onde 1 UA é a distância da Terra ao Sol. O mapa de Reisenfeld mostra que a distância mínima entre o Sol e a heliopausa é de cerca de 120 UA na direção do vento interestelar. Na direção oposta, estende-se pelo menos 350 UA. Para referência, a órbita de Netuno tem cerca de 60 UA de diâmetro.

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