Partículas neutras podem afetar formato da bolha protetora do Sistema Solar

Interações com partículas neutras de hidrogênio, vindas do meio interestelar, podem ser as responsáveis por deixar a heliosfera (a bolha que envolve o Sistema Solar e o protege de partículas energéticas) com um formato parecido com o de um croissant. Esta descoberta foi feita por uma equipe liderada pela astrofísica Merav Opher, da Universidade de Boston, que buscou entender as forças cósmicas responsáveis por definir a forma da heliosfera.

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A compreensão desta estrutura e de seu funcionamento são importantes para os cientistas entenderem também a nossa vizinhança e até mesmo o surgimento da vida na Terra. Entretanto, como estamos no interior da heliosfera, tentar descobrir a forma dela não é uma tarefa fácil — mas também não é impossível. Com dados das missões Voyager e New Horizons, cientistas descobriram que ela poderia ser parecida com a forma de um croissant.

Porém, ainda faltava descobrir o que estava por trás desta estrutura. Para isso, os autores estudaram os jatos heliosféricos, emissões gêmeas liberadas pelos polos do Sol cuja forma vem da interação do campo magnético solar com o interestelar. Como resultado, elas não são emitidas em linha reta, mas se curvam como se formassem as pontas de um croissant — essas pontas são também as “caudas” do Sistema Solar.

Estas emissões são parecidas com outros jatos astrofísicos observados no espaço e, assim como acontece com os demais, os jatos do Sol também são instáveis; consequentemente, a heliosfera, que é "desenhada" pelo Sol, também parece ser instável. “Nós vemos esses jatos sendo projetados como colunas irregulares, e os astrofísicos se perguntam há anos o porquê de essas formas mostrarem instabilidades”, explicou Opher.

Assim, a equipe trabalhou com modelos computacionais focados nos átomos neutros de hidrogênio, ou seja, aqueles sem cargas. Ainda não se sabe os efeitos que causam na heliosfera, mas quando os pesquisadores removeram estes átomos do modelo, os jatos solares ficaram estáveis; depois, os autores os colocaram de volta e observaram a instabilidade voltando aos jatos.

De acordo com a análise da equipe, isso acontece devido à interação do hidrogênio neutro com a matéria ionizada na região externa da heliosfera. Como resultado, isso causa a chamada “instabilidade de Rayleigh-Taylor”, que ocorre na interface entre dois fluidos de diferentes densidades: o mais leve empurra o mais pesado, o que gera a turbulência nas caudas da heliosfera.

Essa explicação pode trazer implicações para o entendimento de como os raios cósmicos galácticos entram no Sistema Solar, ajudando também na compreensão do ambiente fora da proteção do campo magnético terrestre. “Esta é uma grande descoberta, que realmente nos coloca no caminho para descobrir o porquê de o nosso modelo de heliosfera conseguir esta forma única de croissant, e outros não”.

O artigo com os resultados do estudo foi publicado na revista The Astrophysical Journal.

Fonte: Astrophysical Journal; Via: Science Alert, Boston University