Usando simulações e dados coletados pelo Interstellar Boundary Explorer o IBEX da NASA , uma equipe de pesquisadores determinou a força e a direção do campo magnético interestelar, localizado além da heliosfera, ou da grande bolha magnética que circunda o nosso sistema solar

Como a agência espacial norte-americana explicou em um comunicado , o IBEX detectou uma estranheza logo após o seu lançamento, em 2008. Era uma tira fina de espaço que continha mais partículas de transmissão do que qualquer outra parte do universo. Na época, as origens desta fita do IBEX incomum eram desconhecidas, mas os cientistas viram isso como uma maneira de observar fenômenos potencialmente localizados além do nosso quintal galáctico.

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Agora, um novo estudo foi publicado este mês no Astrophysical Journal Letters, aonde Eric Zirnstein, cientista espacial do Southwest Research Institute (SwRI) em San Antonio, Texas, e seus colegas, elaboraram uma teoria particular, que afirma que as partículas no IBEX são realmente pedaços de material solar que são refletidas de volta para nós depois de atingir a borda da heliosfera.

O heliosfera é preenchida de ventos solares, que são o escoamento constante de gás ionizado (plasma) a partir do sol. Uma vez que estas partículas atingem as extremidades da bolha magnética, a teoria propõe que algumas delas são refletidas de volta em direção ao sol como átomos neutros na sequência de uma série complexa de trocas de carga, explica Zirnstein. Isto resulta na criação da fita do IBEX.

Entenda como o processo funciona

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As simulações e observações analisadas pela equipe do Zirnstein revelou que este processo especial, que leva entre três e seis anos para ser concluído, em média, é a explicação “mais provável” para a fita do IBEX. Mas o que especificamente faz com que este plasma seja refletido em direção ao sol?

Além da heliosfera, os cientistas explicaram, esta é uma região do espaço conhecida como o meio interestelar. Aqui, existe o plasma que tem velocidade, temperatura e densidade diferentes do gás ionizado que compõe o vento solar, bem como com os gases neutros. Estes materiais interagem na borda exterior do heliosfera para criar uma região conhecida como heliosheath (traduzindo, “bainha de helio”).

No interior da heliosfera ocorre o choque, onde o vento solar diminui a velocidades subsônicas, devido às interações com o meio interestelar local. Isto provoca a compressão, aquecimento, e uma alteração no campo magnético. Do lado de fora da heliosfera é a heliopausa, ou o limite que separa o vento solar e o meio interestelar mais denso.

Alguns protões (partícula constituinte do átomo) do vento solar que atingem esse limite ganha um elétron, tornando-neutro e permitindo sua travessia pela heliopausa. Uma vez que eles atinjam o meio interestelar, o elétron pode mais uma vez ser perdido, levando-os a girar em torno do campo magnético interestelar. Em alguns casos, se as partículas ganharem outro elétron, sob certas circunstâncias, podem voltar a ser disparados contra a heliosfera, e viajar de volta para a Terra, colidindo com o detector IBEX, de acordo com a NASA.

Estas partículas contêm informações sobre suas interações com o campo magnético interestelar, e na análise dos dados “fornecem uma boa determinação” da força e direção”, além de outras características dessa região do espaço, diz Zirnstein.

Simulações correspondem com as observações da Voyager – na maioria dos casos

As características do campo magnético interestelar determinaram a direção das várias partículas que a fita do IBEX atirou de volta para a Terra, disseram os pesquisadores. As simulações indicam que a mais energético das partículas foram originadas em uma parte diferente de espaço do que as menos energéticas, que fornece uma nova visão sobre como o campo magnético interestelar interage com a heliosfera.

Como parte de sua pesquisa, a equipe de Zirnstein usou observações para criar simulações de origem da fita do IBEX. Estas simulações previram corretamente os locais de partículas neutras fita do IBEX de diferentes energias, e criado um campo magnético interestelar que, na maioria dos casos, concordou com ambas as medições recolhidas pela Voyager 1 e outras propriedades observadas da região.

Algumas das simulações que não se alinharam com pontos de dados foram Voyager 1 e Voyager 2 cruzou o choque de terminação, mas os autores do estudo acreditam que estas discrepâncias podem ter sido causadas por uma influência mais forte do que o esperado a partir do ciclo solar, que por sua vez altera a força do vento solar e a distância para o choque de terminação em direções das sondas.

“As novas descobertas podem ser usadas para entender melhor como o nosso ambiente espacial interage com o ambiente interestelar além da heliopausa”, disse Eric Christian, um dos cientistas que trabalham com o programa IBEX no Goddard Space Flight Center, em Maryland, que não fazia parte do estudo. “Por sua vez, a compreensão dessa interação pode ajudar a explicar o mistério do que acontece na fita do IBEX de uma vez por todas.”

Via NASA