Pequenos meteoros podem chegar perto da velocidade da luz ao cruzar a atmosfera

Por Daniele Cavalcante | 19 de Fevereiro de 2020 às 17h20
Daniel Pludowski / EyeEm / Getty Images

Em regiões onde há boa visibilidade do céu noturno, é comum vez ou outra testemunhar a passagem de um meteorito, principalmente em épocas em que acontecem as tradicionais chuvas de meteoros anuais. Mas parece que a Terra também é regularmente bombardeada por objetos tão pequenos que passam despercebidos - aproximadamente 1 mm de tamanho. Mas de onde eles vêm? E que velocidades podem alcançar?

De acordo com um novo estudo, é possível que meteoros entre 1 mm e 10 cm atravessando a atmosfera terrestre sejam material ejetado por supernovas próximas ao Sistema Solar, fazendo com que as partículas sejam aceleradas a velocidades sub-relativísticas ou mesmo relativísticas - ou seja, comparável à velocidade da luz.

Os astrônomos Amir Siraj e Abraham Loeb publicaram o estudo que apareceu recentemente no arXiv - repositório onde artigos científicos são enviados pelos autores antes de serem revisados por pares e aprovados em periódicos de renome - e está sendo considerado para publicação no The Astrophysical Journal. O trabalho aborda um mistério da astrofísica: objetos arremessados por uma supernova podem ser acelerados até atingir velocidades relativísticas? E podem viajar pelo espaço até alcançar a atmosfera da Terra?

A existência desses tipos de meteoros minúsculos foi proposta por vários astrônomos no passado. Se eles poderiam ou não sobreviver a uma viagem pelo espaço interestelar também é algo que foi estudado por um bom tempo. “As evidências empíricas indicam que pelo menos uma supernova criou uma chuva de elementos pesados na Terra no passado”, disse Siraj.

De acordo com ele, “as supernovas liberam quantidades significativas de poeira em velocidades sub-relativísticas”. Também já foram encontradas “evidências de aglomeração ou 'balas'” nos dejetos expelidos por uma supernova. “Se apenas 0,01% de poeira ejetada estiver contida em objetos de tamanho milimétrico ou maior, esperaríamos que um deles aparecesse na atmosfera da Terra como um meteoro sub-relativístico todos os meses (com base na taxa de supernovas existentes na Via Láctea)".

Bem, tudo isso faz sentido na teoria, mas ainda não foi possível saber se meteoros maiores do que um grão de poeira entram ou não na atmosfera da Terra em velocidades sub-relativísticas ou relativísticas. Grande parte do problema está relacionada com a atual metodologia de pesquisa, que ainda não está preparada para procurar esses tipos de objetos. É que os meteoros normalmente viajam perto da velocidade da luz, então as pesquisas atuais são ajustadas para encontrar sinais de objetos que se movem a essa extrema velocidade. E os meteoros provenientes das supernovas viajariam cem vezes mais rapidamente do que isso. Portanto, seus sinais seriam bem diferentes dos meteoros típicos. Por isso, os sensores atuais que capturam os meteoros comuns não percebem os que viajam a velocidades mais velozes.

Para resolver isso, Siraj e Loeb desenvolveram um modelo hidrodinâmico e radiativo para rastrear meteoros sub-relativísticos que possivelmente passam pela nossa atmosfera. Com o método deles, puderam calcular que tipo de sinais seriam produzidos por esses objetos para que os astrônomos saibam como procurá-los no céu.

De acordo com Siraj, “um meteoro sub-relativístico daria origem a uma onda de choque que poderia ser captada por um microfone, e também a um flash brilhante de radiação visível em comprimentos de onda ópticos - ambos com duração de cerca de um décimo de milissegundo”. Para meteoros de 1 mm, disse ele, um pequeno detector óptico de 1 cm quadrado poderia “facilmente detectar o flash de luz no horizonte”.

Assim, a dupla de pesquisadores descreveu o tipo de equipamento - incluindo microfones infravermelhos e instrumentos de infravermelho óptico - que permitiria aos astrônomos confirmar a existência desses objetos, e estudá-los. Eles afirmam que uma rede global de cerca de 600 detectores com cobertura total do céu poderia detectar alguns desses meteoros durante o ano.

Pesquisas efetivas nessa área podem resultar no encontro de um conjunto novo de objetos que interagem regularmente com a atmosfera da Terra, mas que ainda não havíamos percebido, além de trazer uma nova perspectiva para o estudo de supernovas.

Fonte: Universe Today

Gostou dessa matéria?

Inscreva seu email no Canaltech para receber atualizações diárias com as últimas notícias do mundo da tecnologia.