O Sistema Solar existe em uma bolha.
Vento e radiação do Sol fluem para fora, empurrando para o espaço interestelar. Isso cria um limite de influência solar, dentro do qual os objetos do Sistema Solar são protegidos da poderosa radiação cósmica.
É chamada de heliosfera, e entender como ela funciona é uma parte importante para entender nosso Sistema Solar, e talvez até mesmo como nós, e toda a vida na Terra, podemos estar aqui.
“Como isso é relevante para a sociedade? A bolha que nos rodeia, produzida pelo Sol, oferece proteção contra os raios cósmicos galácticos, e o formato dela pode afetar a forma como esses raios entram na heliosfera”, diz o astrofísico James Drake, da Universidade de Maryland.
“Existem muitas teorias, mas, é claro, a maneira como os raios cósmicos galácticos podem entrar pode ser impactada pela estrutura da heliosfera – ela tem rugas e dobras e esse tipo de coisa?”
Como estamos dentro da heliosfera e seus limites não são realmente visíveis, descobrir sua forma não é exatamente fácil. Mas não é impossível. As duas sondas Voyager e New Horizons são três espaçonaves que viajaram para os confins do Sistema Solar; na verdade, as sondas Voyager até cruzaram a fronteira da heliosfera e estão atualmente fazendo seu caminho através do espaço interestelar.
Com dados dessas sondas, os cientistas determinaram no ano passado que a heliosfera poderia ter a forma de um estranho croissant cósmico. Agora, eles descobriram como: partículas neutras de hidrogênio fluindo do espaço interestelar para o Sistema Solar provavelmente desempenham um papel crucial na escultura da forma da heliosfera.
A equipe começou a investigar os jatos heliosféricos. Esses são jatos gêmeos de material que emanam dos pólos do Sol, formados pela interação do campo magnético solar com o campo magnético interestelar. Em vez de disparar diretamente para fora, porém, eles se curvam, empurrados pelo fluxo interestelar – como as pontas de um croissant. Essas são as caudas do Sistema Solar.
Eles são semelhantes a outros jatos astrofísicos observados no espaço e, como esses outros jatos, os jatos do Sol são instáveis. E a heliosfera, moldada pelo Sol, também parece instável. Os pesquisadores queriam saber por quê.
“Vemos esses jatos projetando-se como colunas irregulares e [os astrofísicos] se perguntam há anos por que essas formas apresentam instabilidades”, explica o astrofísico Merav Opher, da Universidade de Boston (BU), que liderou a pesquisa.
A equipe realizou modelagem computacional, com foco em átomos de hidrogênio neutros – aqueles que não carregam carga. Conhecemos esses fluxos através do Universo, mas não sabemos que efeito eles poderiam ter na heliosfera. Quando os pesquisadores retiraram os átomos neutros de seu modelo, de repente os jatos solares se tornaram estáveis. Em seguida, eles os colocaram de volta.
“Quando eu os coloco de volta, as coisas começam a dobrar, o eixo central começa a balançar, e isso significa que algo dentro dos jatos heliosféricos está se tornando muito instável”, diz Opher.
De acordo com a análise da equipe, isso ocorre devido à interação do hidrogênio neutro com a matéria ionizada na heliosfera – a região externa da heliosfera. Isso gera uma instabilidade de Rayleigh-Taylor, ou uma instabilidade que ocorre na interface entre dois fluidos de densidades diferentes quando o fluido mais leve empurra para o mais pesado. Por sua vez, isso produz turbulência em grande escala nas caudas da heliosfera.
É uma explicação clara e elegante para a forma da heliosfera, e que pode ter implicações para a nossa compreensão da maneira como os raios cósmicos galácticos entram no Sistema Solar. Por sua vez, isso poderia nos ajudar a entender melhor o ambiente de radiação do Sistema Solar, fora do campo magnético protetor da Terra e da atmosfera.
“O Universo não está quieto. Nosso modelo BU não tenta eliminar o caos, o que me permitiu localizar a causa [da instabilidade da heliosfera] …. As partículas neutras de hidrogênio,” Opher diz.
“Esta descoberta é um grande avanço, realmente nos colocou na direção de descobrir por que nosso modelo obtém sua heliosfera em forma de croissant distinta e por que outros modelos não.”
Publicado em 06/12/2021 16h42
Artigo original:
Estudo original: