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Heliosfera

Diagrama da heliosfera no sistema solar.

A heliosfera é uma região periférica do Sol, preenchida pelo vento solar. A região é limitada pela heliopausa. Estudos desta região com instrumentos acondicionados nas espaçonaves do Programa Pioneer (Pioneer 10 e Pioneer 11) e do Programa Voyager (Voyager 1 e Voyager 2) confirmam que a heliosfera estende-se para além do sistema solar, possivelmente até uma distância de 100 U.A. (unidades astronômicas) a partir do Sol.

Estrutura

Apesar do nome, a forma da heliosfera não é uma esfera perfeita. Sua forma é determinada por três fatores: o meio interestelar (ISM), o vento solar e o movimento geral do Sol e da heliosfera ao passar pelo ISM. Como o vento solar e o ISM são ambos fluidos, a forma e o tamanho da heliosfera também são fluidos. Mudanças no vento solar, no entanto, alteram mais fortemente a posição flutuante dos limites em prazos curtos (horas a alguns anos).

Desta forma, traçar a fronteira do Sistema Solar equivale a desenhar o formato da heliosfera. Esse formato tem sido alvo de acalorados debates há décadas. Os únicos dados concretos disponíveis até hoje haviam sido coletados pelas duas sondas Voyager, os primeiros objetos construídos pelo homem a deixar o Sistema Solar. Viajando em direções opostas, as duas históricas sondas fizeram descobertas surpreendentes quando cruzaram a fronteira do Sistema Solar. Mas seus instrumentos já antigos, e o fato de tomarem medidas de apenas dois pontos de uma "bolha" de proporções descomunais, não deixavam dúvidas de que os dados pontuais eram insuficientes para quaisquer conclusões definitivas.

Vento solar

Ver artigo principal: Vento solar

O vento solar consiste em partículas (átomos ionizados da coroa solar) e campos como o campo magnético que é produzido a partir do Sol e flui para o espaço.

Atual folha heliosférica

Ver artigo principal: Espiral de Parker

A corrente folha da heliosférica é uma ondulação na heliosfera criada pelo campo magnético rotativo do Sol. Estendendo-se por toda a heliosfera, é considerada a maior estrutura do Sistema Solar e diz-se que se assemelha a uma "saia de bailarina".[1]

Estrutura externa

A estrutura externa da heliosfera é determinada pelas interações entre o vento solar e os ventos do espaço interestelar.

Choque de terminação

O choque de terminação é o ponto na heliosfera em que o vento solar diminui para a velocidade subsônica (em relação ao Sol) devido às interações com o meio interestelar local.[2][3][4][5][6][7][8][9]

Heliobainha

A heliobainha é a região da heliosfera além do choque de terminação.[10] Aqui o vento é mais lento, comprimido e turbulento por sua interação com o meio interestelar.[11] No ponto mais próximo, a borda interna da heliobainha fica a aproximadamente 80 a 100 UA do Sol.[12][13][14]

Heliopausa

Ver artigo principal: heliopausa

A heliopausa é o limite teórico em que o vento solar do Sol é interrompido pelo meio interestelar; onde a força do vento solar não é mais grande o suficiente para afastar os ventos estelares das estrelas circundantes.[15][16]

Heliocauda

A heliocauda é a cauda da heliosfera e, portanto, a cauda do Sistema Solar.  Pode ser comparada à cauda de um cometa (no entanto, a cauda de um cometa não se estica para trás quando se move; está sempre apontando para longe do Sol).[17][18]

Mapa da heliosfera

Usando também dados da sonda Cassini, que continuou em operação até 15 de setembro de 2017, o grupo de cientistas da IBEX construiu 14 mapas que colocaram os dados das sondas Voyager em seu devido contexto, demonstrando a importância da obtenção de medições globais.

"Pela primeira vez, nós estamos colocando nossas cabeças para fora da atmosfera do Sol e começando a entender realmente nosso lugar na galáxia," comemorou o Dr. David McComas, coordenador da missão IBEX.

Em vez de uma heliosfera circular e homogênea, os dados indicam a presença de uma faixa estreita e extremamente "brilhante" serpenteando pelo céu - onde brilhante não se refere a luz, mas a uma elevada concentração de átomos energéticos neutros.

Nessa faixa, a energia dos ENAs varia entre 0,2 e 0,6 keV (quilo elétron-volts) e a atividade dos átomos energéticos neutros é de duas a três vezes maior do que no restante da heliosfera.

"Nós esperávamos ver variações espaciais pequenas e graduais na fronteira interestelar, a cerca de 16 bilhões de quilômetros de distância da Terra. Entretanto, a IBEX está nos mostrando uma faixa muito estreita que é duas a três vezes mais brilhante do que qualquer outro objeto no céu," disse McComas.

Fronteira do Sistema Solar

O vento solar é uma corrente de partículas carregadas que viajam continuamente a partir do Sol em todas as direções. É como se esse "vento" inflasse uma gigantesca bolha no espaço - bolha esta que chamamos de heliosfera, a região do espaço dominada pela influência do Sol e no interior da qual ficam os planetas.[19]

Ao invés de estático no espaço, nosso Sistema Solar move-se velozmente ao redor do centro da Via Láctea, o que o faz colidir com "ventos interestelares," uma chuva de partículas emitidas pelas outras estrelas e pelo centro galáctico.

Em um determinado ponto, ainda não precisamente localizado no espaço, o vento solar e o vento interestelar se encontram, equilibrando suas pressões e determinando a fronteira do Sistema Solar.

Nave espacial Voyager

Ver artigo principal: Voyager

A sonda Voyager está viajando constantemente para fora do sistema solar desde 1977. Durante as observações, a Voyager 1 já estava fora da heliosfera no espaço interestelar, enquanto a Voyager 2 permaneceu na heliobainha e fez medições como uma solar, mesmo conhecida como região global de interação mesclada, passada por cada sonda com quatro meses de intervalo. Essas medidas permitiram que os cientistas calculassem a pressão total na heliosfera, bem como a velocidade do som na região. Em 2012, a Voyager 2 detectou uma onda gigante de ejeção de massa coronal no GMIR. Essa onda fez com que o número de raios cósmicos galácticos diminuísse temporariamente. Meses depois, a Voyager 1 registrou uma diminuição semelhante nas observações, do outro lado da fronteira do sistema solar no espaço interestelar.[20]

Novas teorias

Apesar dos seis artigos científicos publicados a partir dessas medições iniciais, os cientistas afirmam que será necessário mais tempo para que se entenda perfeitamente os dados coletados pela IBEX.

O formato da heliosfera, por exemplo, ainda não encontrou um consenso entre os cientistas. "Os resultados da IBEX são absolutamente extraordinários, com emissões que não podem ser explicadas por nenhuma teoria existente," diz McComas.

Entretanto, como a faixa parece ter seu desenho traçado pelo campo magnético interestelar, fora da heliosfera, as observações sugerem que o ambiente interestelar tem muito mais influência sobre o formato da heliosfera do que qualquer teoria existente até hoje sugeria.

Referências

  1. ↑ Mursula, K.; Hiltula, T. (2003). «Bashful ballerina: Southward shifted heliospheric current sheet». Geophysical Research Letters. 30 (22): 2135. Bibcode:2003GeoRL..30.2135M. doi:10.1029/2003GL018201 
  2. ↑ «MIT instrument finds surprises at solar system's edge». Massachusetts Institute of Technology. 10 de dezembro de 2007. Consultado em 20 de agosto de 2010 
  3. ↑ Steigerwald, Bill (24 de maio de 2005). «Voyager Enters Solar System's Final Frontier». American Astronomical Society. Consultado em 25 de maio de 2007 
  4. ↑ «Voyager 2 Proves Solar System Is Squashed». Jet Propulsion Laboratory. 10 de dezembro de 2007. Consultado em 25 de maio de 2007. Arquivado do original em 13 de dezembro de 2007 
  5. ↑ Donald A. Gurnett (1 de junho de 2005). «Voyager Termination Shock». Department of Physics and Astronomy (University of Iowa). Consultado em 6 de fevereiro de 2008 
  6. ↑ Celeste Biever (25 de maio de 2005). «Voyager 1 reaches the edge of the solar system». New Scientist. Consultado em 6 de fevereiro de 2008 
  7. ↑ Erro de citação: Marca <ref> inválida; não foi fornecido texto para as refs chamadas voyager-historic
  8. ↑ David Shiga (10 de dezembro de 2007). «Voyager 2 probe reaches solar system boundary». New Scientist. Consultado em 6 de fevereiro de 2008 
  9. ↑ Erro de citação: Marca <ref> inválida; não foi fornecido texto para as refs chamadas nasa-voyager-proves
  10. ↑ Zell, Holly (5 de dezembro de 2011). «NASA's Voyager Hits New Region at Solar System Edge». NASA. Consultado em 5 de setembro de 2018 
  11. ↑ JPL.NASA.GOV. «Voyager – The Interstellar Mission». Arquivado do original em 8 de julho de 2013 
  12. ↑ Zell, Holly (7 de junho de 2013). «A Big Surprise from the Edge of the Solar System» 
  13. ↑ Cook, J.-R. (9 de junho de 2011). «NASA Probes Suggest Magnetic Bubbles Reside At Solar System Edge». NASA/JPL. Consultado em 10 de junho de 2011 
  14. ↑ Rayl, A. j. s. (12 de junho de 2011). «Voyager Discovers Possible Sea of Huge, Turbulent, Magnetic Bubbles at Solar System Edge». The Planetary Society. Consultado em 13 de junho de 2011. Arquivado do original em 16 de junho de 2011 
  15. ↑ Cowen, R. (2013). «Voyager 1 has reached interstellar space». Nature. doi:10.1038/nature.2013.13735 
  16. ↑ Vergano, Dan (14 de setembro de 2013). «Voyager 1 Leaves Solar System, NASA Confirms». National Geographic. Consultado em 9 de fevereiro de 2015 
  17. ↑ "The Unexpected Structure of the Heliotail", Astrobiology. 12 July 2013
  18. ↑ Cole, Steve. "NASA Satellite Provides First View of the Solar System's Tail" NASA News Release 12-211, 10 July 2013
  19. ↑ «Fronteira do Sistema Solar possui uma faixa brilhante e misteriosa». Consultado em 16 de fevereiro de 2010 
  20. ↑ «There is an unexpected pressure at the edge of the solar system». Tech Explorist (em English). 12 de outubro de 2019. Consultado em 14 de outubro de 2019 

Ligações externas

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