Crédito de imagem: NASA
A sonda Voyager 1 da NASA quase alcançou os limites externos do sistema solar para uma região do espaço, chamada heliosheath, onde o vento solar sopra contra o gás interestelar. É a primeira vez que os cientistas coletam dados sobre essas áreas distantes do sistema solar. Lançada em 5 de setembro de 1977, a Voyager 1 está agora a 13 bilhões de quilômetros do Sol.
A sonda Voyager 1 da NASA está prestes a fazer história novamente como a primeira sonda a entrar na fronteira final do sistema solar, uma vasta extensão em que o vento do Sol sopra quente contra gases finos entre as estrelas: o espaço interestelar. No entanto, antes de chegar a essa região, a Voyager 1 deve passar pelo choque de terminação, uma zona violenta que é a fonte de feixes de partículas de alta energia.
A jornada da Voyager por essa zona turbulenta dará aos cientistas suas primeiras medições diretas da fronteira final inexplorada do nosso sistema solar, chamada heliosheath, e os cientistas estão debatendo se essa passagem já começou. Dois artigos sobre esta pesquisa estão sendo publicados na Nature em 5 de novembro de 2003. O primeiro artigo, pelo Dr. Stamatios M. Krimigis, do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins, Laurel, Maryland, e sua equipe, fornece evidências que apoiam a alegação. que a Voyager 1 passou além do choque de terminação. O segundo artigo, do Dr. Frank B. McDonald, da Universidade de Maryland, College Park, e sua equipe, fornece evidências contra essa alegação. Um terceiro artigo, publicado em 30 de outubro de 2003 na Geophysical Research Letters pelo Dr. Leonard F. Burlaga, do Goddard Space Flight Center da NASA, Greenbelt, Maryland, e colaboradores, evidencia que a Voyager 1 não passou além do choque de terminação. (Consulte a Imagem 2a para obter uma ilustração do choque de terminação e da heliosheath).
“As observações da Voyager 1 mostram que entramos em uma nova parte do sistema solar. Independentemente de termos atravessado o choque de terminação ou não, as equipes estão empolgadas porque isso nunca foi visto antes - as observações são diferentes aqui do que no sistema solar interno ”, disse o Dr. Eric Christian, Cientista Disciplinar da pesquisa Sun Earth Connection programa na sede da NASA, Washington, DC.
“A Voyager 1 viu sinais impressionantes da região nas profundezas do espaço, onde uma onda gigante de choque se forma à medida que o vento do Sol diminui abruptamente e pressiona para fora contra o vento interestelar. As observações nos surpreenderam e nos intrigaram, então há muito a ser descoberto quando a Voyager começa a explorar essa nova região na extremidade externa do sistema solar ”, disse o Dr. Edward Stone, cientista do projeto Voyager, Instituto de Tecnologia da Califórnia, Pasadena, Califórnia.
A mais de 13 bilhões de milhas (13 bilhões de quilômetros) do Sol, a Voyager 1 é o objeto mais distante construído pela humanidade. Lançado em 5 de setembro de 1977, ele explorou os planetas gigantes Júpiter e Saturno antes de ser lançado para o espaço profundo pela gravidade de Saturno. Agora, ele se aproxima e pode ter entrado temporariamente na região além do choque de rescisão.
O choque de terminação é onde o vento solar, um fluxo fino de gás eletricamente carregado soprado constantemente pelo Sol, é retardado pela pressão do gás entre as estrelas. No choque de terminação, o vento solar diminui abruptamente de sua velocidade média de 300 - 700 km por segundo (700.000 - 1.500.000 mph). (Consulte o filme 4 para ver como isso aquece o vento solar no heliosheath).
A localização exata do choque de terminação é desconhecida e, originalmente, pensava-se estar mais perto do Sol do que a Voyager 1 atualmente. À medida que a Voyager 1 viajava cada vez mais longe do Sol, confirmou que todos os planetas estavam dentro de uma imensa bolha soprada pelo vento solar, e o choque de terminação era muito mais distante (Animação 1).
É difícil estimar a localização do choque de terminação porque não conhecemos as condições precisas no espaço interestelar, e mesmo o que sabemos, a velocidade e a pressão do vento solar, mudanças que causam a expansão, contração e expansão do choque de terminação. ondulação. Você pode ver um efeito semelhante toda vez que lava a louça (Filme 3). Se você colocar um prato embaixo de uma corrente de água, notará que a água se espalha sobre o prato em um fluxo relativamente suave. O fluxo de água tem uma borda áspera, onde a água diminui abruptamente e se acumula. A aresta é como o choque de terminação e, à medida que o fluxo de água muda, a forma e o tamanho da aresta aproximada mudam.
Entre 1º de agosto de 2002 e 5 de fevereiro de 2003, os cientistas notaram leituras incomuns dos dois instrumentos de partículas energéticas do Voyager 1, indicando que ele havia entrado em uma região do sistema solar diferente de qualquer outra encontrada anteriormente. Isso levou alguns a afirmar que a Voyager pode ter entrado em uma característica transitória do choque de rescisão. Assim como pequenas saliências e "dedos" aparecem e desaparecem na borda áspera do fluxo de água sobre um prato, a Voyager pode ter entrado em um "dedo" temporário na borda do choque de terminação.
A controvérsia seria resolvida facilmente se a Voyager ainda pudesse medir a velocidade do vento solar, porque o vento solar diminui abruptamente no choque de terminação. No entanto, o instrumento que mede a velocidade do vento solar não funciona mais na venerável sonda, portanto os cientistas devem usar dados dos instrumentos que ainda estão trabalhando para inferir se a Voyager perfurou o choque de terminação.
As evidências para atravessar o choque incluem a observação da Voyager de que partículas carregadas eletricamente de alta velocidade (elétrons e íons) aumentaram mais de 100 vezes durante o período de 1º de agosto de 2002 a 5 de fevereiro de 2003. Isso seria esperado se a Voyager passasse pelo choque de terminação, porque o choque acelera naturalmente partículas carregadas eletricamente que saltam para frente e para trás como bolas de pingue-pongue entre os ventos rápidos e lentos nos lados opostos do choque.
Em segundo lugar, as partículas estavam fluindo para fora, passando pela Voyager e se afastando do Sol. Isso seria esperado se a Voyager já passasse além do choque de terminação, porque a região de aceleração no choque de terminação estaria agora atrás da espaçonave. Terceiro, uma medida indireta da velocidade do vento solar indicava que o vento solar era lento durante esse período, como seria de esperar se a Voyager estivesse além do choque.
“Usamos uma técnica indireta para mostrar que o vento solar diminuiu de cerca de 700.000 mph para muito menos de 100.000 mph. Essa mesma técnica foi usada por nós antes, quando o instrumento que media a velocidade do vento solar ainda estava funcionando, e a concordância entre as duas medições era superior a 20% na maioria dos casos ”, disse Krimigis.
As evidências contra a entrada no choque incluem a observação de que, embora tenha havido um aumento dramático nas partículas de baixa velocidade, elas não foram vistas nas velocidades um pouco mais altas que os cientistas acreditam que o choque de terminação gera.
No entanto, a evidência mais forte contra a entrada é a observação da Voyager de que o campo magnético não aumentou durante esse período. De acordo com modelos teóricos, isso deve acontecer sempre que o vento solar diminui. Imagine uma estrada com tráfego moderado. Se algo faz com que os motoristas diminuam a velocidade, digamos uma poça d'água, os carros se acumulam - sua densidade aumenta. Do mesmo modo, a densidade (intensidade) do campo magnético transportado pelo vento solar aumentará se o vento solar diminuir a velocidade.
“A análise das observações do campo magnético da Voyager 1 no final de 2002 indica que ela não entrou em uma nova região da heliosfera distante ao atravessar o choque de terminação. Em vez disso, os dados do campo magnético tinham as características esperadas com base em muitos anos de observações anteriores, embora a intensidade das partículas energéticas observadas seja incomumente alta ”, disse Burlaga.
As equipes concordam que a Voyager 1 viu um novo fenômeno: um período de seis meses em que partículas de baixa energia eram muito abundantes e fluiam para longe do sol. Quando o período incomum terminou, ambos concordam que a Voyager 1 estava de volta ao vento solar; portanto, se essa foi uma passagem temporária além do choque de terminação, o choque será visto novamente, provavelmente nos próximos dois anos. Finalmente, as observações indicam que o choque de terminação é muito mais complicado do que se pensava.
Para suas missões originais a Júpiter e Saturno, a Voyager 1 e a espaçonave irmã Voyager 2 foram destinadas a regiões do espaço onde os painéis solares não seriam viáveis; portanto, cada um foi equipado com três geradores termoelétricos de radioisótopos para produzir energia elétrica para os sistemas e instrumentos da espaçonave. Ainda operando em condições remotas, frias e escuras, 26 anos depois, os Voyagers devem sua longevidade a esses geradores fornecidos pelo Departamento de Energia, que produzem eletricidade a partir do calor gerado pela decomposição natural do dióxido de plutônio.
Os Voyagers foram construídos pelo Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA em Pasadena, Califórnia, que continua a operar as duas naves espaciais 26 anos após seu lançamento. As naves espaciais são controladas e seus dados retornados pela Deep Space Network (DSN) da NASA, um sistema global de rastreamento de espaçonaves também operado pela JPL. O gerente de projetos da Voyager é Ed Massey, do JPL. O cientista do projeto Voyager é o Dr. Edward Stone, do Instituto de Tecnologia da Califórnia.
Fonte original: Comunicado de imprensa da NASA
