Caros Leitores;
Até recentemente, todas as espaçonaves da história haviam feito todas as suas medições dentro de nossa heliosfera, a bolha magnética inflada por nosso sol. Mas em 25 de agosto de 2012, a Voyager 1 da NASA mudou isso. Ao cruzar a fronteira da heliosfera, tornou-se o primeiro objeto de fabricação humana a entrar - e medir - o espaço interestelar. Agora, oito anos em sua jornada interestelar, os dados da Voyager 1 estão produzindo novos insights sobre como é essa fronteira.
Se nossa heliosfera é um navio navegando em águas interestelares, a Voyager 1 é um bote salva-vidas que acaba de cair do convés, determinado a pesquisar as correntes. Por enquanto, quaisquer águas agitadas que ele sentir são principalmente do rastro de nossa heliosfera. Mas, mais longe, ele sentirá as agitações de fontes mais profundas no cosmos. Eventualmente, a presença de nossa heliosfera desaparecerá completamente de suas medições.
“Temos algumas ideias sobre o quão longe a Voyager precisará chegar para começar a ver águas interestelares mais puras, por assim dizer”, disse Stella Ocker, Ph.D. estudante da Cornell University em Ithaca, Nova York, e o mais novo membro da equipe Voyager. “Mas não temos certeza de quando chegaremos a esse ponto”.
O novo estudo de Ocker, publicado na segunda-feira na Nature Astronomy , relata o que pode ser a primeira medição contínua da densidade do material no espaço interestelar. “Esta detecção nos oferece uma nova maneira de medir a densidade do espaço interestelar e abre um novo caminho para explorarmos a estrutura do meio interestelar muito próximo”, disse Ocker.
Quando alguém imagina as coisas entre as estrelas - os astrônomos chamam de “meio interestelar”, uma sopa espalhada de partículas e radiação - pode-se imaginar um ambiente calmo, silencioso e sereno. Isso seria um erro.
“Eu usei a frase 'o meio interestelar quiescente' - mas você pode encontrar muitos lugares que não são particularmente inativos”, disse Jim Cordes, físico espacial da Cornell e co-autor do artigo.
Como o oceano, o meio interestelar está cheio de ondas turbulentas. As maiores vêm da rotação de nossa galáxia, à medida que o espaço se espalha e cria ondulações com dezenas de anos-luz de diâmetro. Ondas menores (embora ainda gigantescas) surgem de explosões de supernovas, estendendo-se por bilhões de quilômetros de crista a crista. As menores ondulações geralmente vêm de nosso próprio Sol, pois as erupções solares enviam ondas de choque através do espaço que permeiam o revestimento de nossa heliosfera.
Essas ondas quebrando revelam pistas sobre a densidade do meio interestelar - um valor que afeta nossa compreensão da forma de nossa heliosfera, como as estrelas se formam e até mesmo nossa própria localização na galáxia. À medida que essas ondas reverberam pelo espaço, elas vibram os elétrons ao seu redor, que ressoam em frequências características, dependendo de como estão amontoados. Quanto mais alto o tom desse toque, maior a densidade do elétron. O subsistema de ondas de plasma da Voyager 1 - que inclui duas antenas “orelha de coelho” projetando-se a 30 pés (10 metros) atrás da espaçonave - foi projetado para ouvir esse toque.
Ilustração da espaçonave Voyager da NASA mostrando as antenas usadas pelo subsistema de ondas de plasma e outros instrumentos.
Créditos: NASA / JPL-Caltech
Em novembro de 2012, três meses após sair da heliosfera, a Voyager 1 ouviu sons interestelares pela primeira vez. Seis meses depois, outro “apito” apareceu - desta vez mais alto e ainda mais agudo. O meio interestelar parecia estar ficando mais espesso e rapidamente.
Vídeo: https://youtu.be/LIAZWb9_si4
Esses assobios momentâneos continuam em intervalos irregulares nos dados da Voyager hoje. Eles são uma excelente maneira de estudar a densidade do meio interestelar, mas requer um pouco de paciência.
“Eles só eram vistos uma vez por ano, então, depender desse tipo de evento fortuito significava que nosso mapa da densidade do espaço interestelar era meio esparso”, disse Ocker.
Ocker começou a encontrar uma medida contínua de densidade média interestelar para preencher as lacunas - uma que não dependesse das ondas de choque ocasionais que se propagavam do Sol. Depois de filtrar os dados da Voyager 1, procurando sinais fracos, mas consistentes, ela encontrou um candidato promissor. Começou a pegar em meados de 2017, na época de outro apito.
“É praticamente um único tom”, disse Ocker. “E com o tempo, nós vemos mudanças - mas a forma como a frequência se move nos diz como a densidade está mudando”.
Olhando para sinais apenas um pouco mais altos do que o ruído, Ocker encontrou um sinal fraco, mas quase contínuo - visível como uma linha vermelha fina - conectando eventos de oscilação de plasma mais fortes nos dados do subsistema de onda de plasma da Voyager 1. Use o controle deslizante para alternar entre os gráficos que mostram apenas os sinais fortes (fundo azul) e os dados filtrados que mostram os sinais mais fracos, incluindo a emissão da onda de plasma.
Créditos: Voyager 1 Plasma Wave Subsystem da NASA / Stella Ocker
Ocker chama o novo sinal de emissão de onda de plasma e também parece rastrear a densidade do espaço interestelar. Quando os assobios abruptos apareceram nos dados, o tom da emissão sobe e desce com eles. O sinal também se assemelha ao observado na atmosfera superior da Terra, que é conhecido por acompanhar a densidade de elétrons ali.
“Isso é realmente empolgante, porque podemos amostrar regularmente a densidade em um trecho muito longo do espaço, o trecho mais longo que temos até agora”, disse Ocker. “Isso nos fornece o mapa mais completo da densidade e do meio interestelar visto pela Voyager.”
Com base no sinal, a densidade de elétrons em torno da Voyager 1 começou a aumentar em 2013 e atingiu seus níveis atuais em meados de 2015, um aumento de cerca de 40 vezes na densidade. A espaçonave parece estar em uma faixa de densidade semelhante, com algumas flutuações, em todo o conjunto de dados que eles analisaram, que terminou no início de 2020.
Ocker e seus colegas estão atualmente tentando desenvolver um modelo físico de como a emissão da onda de plasma é produzida, que será a chave para interpretá-lo. Nesse ínterim, o Plasma Wave Subsystem da Voyager 1 continua enviando dados cada vez mais longe de casa, onde cada nova descoberta tem o potencial de nos fazer reimaginar nossa casa no cosmos.
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Por Miles Hatfield
Goddard Space Flight Center da NASA , Greenbelt, Md.
Fonte: NASA
/ Editor: Miles Hatfield /12-05-2021
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/as-nasa-s-voyager-1-surveys-interstellar-space-its-density-measurements-are-making-waves
Obrigado pela sua visita e volte sempre!
HélioR.M.Cabral (Economista,
Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD)
de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina
(UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Acompanha e
divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space
Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas
e tecnológicas.
Participa
do projeto S`CoolGroundObservation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (CloudsandEarth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The GlobeProgram / NASA
GlobeCloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela
NationalOceanicandAtmosphericAdministration (NOAA) e U.S DepartmentofState.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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