A missão Magnetischeric Multiscale – MMS – passou os últimos quatro anos usando instrumentos de alta resolução para ver o que nenhuma outra espaçonave consegue. Recentemente, MMS fez as primeiras medidas de alta resolução de um choque interplanetário.
Esses choques, feitos de partículas e ondas eletromagnéticas, são lançados pelo sol. Eles fornecem camas de teste ideais para aprender sobre fenômenos universais maiores, mas medir choques interplanetários requer estar no lugar certo na hora certa. Aqui está como a nave espacial MMS foi capaz de fazer exatamente isso.
O que há em um choque?
Os choques interplanetários são um tipo de choque sem colisão – aqueles em que as partículas transferem energia através de campos eletromagnéticos, em vez de saltarem diretamente umas sobre as outras. Esses choques sem colisões são um fenômeno encontrado em todo o universo, inclusive em supernovas, buracos negros e estrelas distantes. MMS estuda choques colisionais em torno da Terra para obter uma maior compreensão dos choques do universo.
Choques interplanetários começam no Sol, que continuamente libera correntes de partículas carregadas chamadas de vento solar.
O vento solar geralmente vem em dois tipos – lento e rápido. Quando um fluxo rápido de vento solar ultrapassa um fluxo mais lento, cria uma onda de choque, assim como um barco se movendo através de um rio cria uma onda. A onda então se espalha pelo sistema solar. Em 8 de janeiro de 2018, a MMS estava no lugar certo para ver um choque interplanetário.
Pegando o Choque
O MMS foi capaz de medir o choque graças aos seus instrumentos sem precedentes, rápidos e de alta resolução. Um dos instrumentos a bordo do MMS é a Investigação Rápida em Plasma. Este conjunto de instrumentos pode medir íons e elétrons ao redor da espaçonave em até 6 vezes por segundo. Como as ondas de choque em alta velocidade podem passar a espaçonave em apenas meio segundo, essa amostragem de alta velocidade é essencial para capturar o choque.
Olhando para os dados de 8 de janeiro, os cientistas notaram um aglomerado de íons do vento solar. Logo depois, eles viram um segundo amontoado de íons, criado por íons que já estavam na área e que haviam sido expelidos pelo choque. Analisando essa segunda população, os cientistas encontraram evidências que sustentam uma teoria de transferência de energia apresentada pela primeira vez na década de 1980.
O MMS consiste em quatro espaçonaves idênticas, que voam em uma formação compacta que permite o mapeamento 3-D do espaço. Como as quatro espaçonaves MMS estavam separadas por apenas 12 milhas na época do choque (não centenas de quilômetros como a espaçonave anterior), os cientistas também puderam ver padrões irregulares de pequena escala no choque. O evento e os resultados foram publicados recentemente no Journal of Geophysical Research.
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Devido ao tempo da órbita e dos instrumentos, a MMS está apenas no local para ver choques interplanetários uma vez por semana, mas os cientistas estão confiantes de que encontrarão mais. Particularmente agora, depois de ver um forte choque interplanetário, os cientistas da MMS esperam poder identificar os mais fracos, que são muito mais raros e menos compreendidos. Encontrar um evento mais fraco poderia ajudar a abrir um novo regime de física de choque.
Publicado em 08/08/2019
Artigo original: https://phys.org/news/2019-08-nasa-mms-interplanetary.html
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