SISTEMA SOLAR TEM UMA CAUDA PARECIDA COM TREVO DE QUATRO FOLHAS

Observações do IBEX, onde o vermelho e o amarelo indicam partículas menos energéticas e o verde e o azul partículas mais energéticas. A porção central (círculo) observa a cauda e mostra dois "lóbulos" menos energéticos a bombordo e a estibordo, e regiões mais energéticas a latitudes mais a Norte e mais a Sul. Créditos: McComas et al., Astrophysical Journal, 2013
É assumido desde há muito tempo que o nosso Sistema Solar, tal como um cometa, tem uma cauda. Assim como qualquer objeto que se move através de um outro meio, como um meteoro que viaja através da atmosfera da Terra, este faz com que as partículas formem uma corrente que segue atrás.
Mas a cauda da nossa bolha solar, chamada heliosfera, nunca tinha sido realmente observada, até agora.
O IBEX (Interstellar Boundary Explorer), da NASA, traçou os limites da cauda da heliosfera, algo que nunca tinha sido possível. Os cientistas descrevem em grande detalhe esta cauda, chamada heliocauda, num artigo publicado no passado dia 10 de Julho, na revista The Astrophysical Journal. Ao combinar observações dos primeiros três anos de imagens do IBEX, a equipe mapeou uma cauda que mostra uma combinação de partículas em movimento rápido e lento. Existem dois lóbulos de partículas lentas em ambos os lados, partículas mais rápidas acima e abaixo, estando toda a estrutura torcida, uma vez que sofre o empurrar e o puxar dos campos magnéticos exteriores ao Sistema Solar.
"Ao examinar os átomos neutros, o IBEX fez as primeiras observações da heliocauda", afirma David McComas, autor principal do artigo e pesquisador principal para o IBEX no Instituto de Pesquisa do Sudoeste em San Antonio, no estado americano do Texas. "Muitos modelos sugeriram que a heliocauda podia ser desta ou daquela maneira, mas não tínhamos observações para o comprovar. Sempre tivemos que desenhar imagens onde a cauda da heliosfera simplesmente desaparece da página, pois nem podíamos especular como era realmente."
Embora os telescópios já tivessem avistado estas caudas em torno de outras estrelas, tem sido difícil determinar se a nossa também tinha uma. A Pioneer 10 viajava nessa direção depois de passar Netuno em 1983. No entanto, perdeu poder em 2003, antes de chegar à cauda, por isso não temos dados de sondas diretamente na cauda. Vê-la de longe é difícil, porque as partículas na cauda, e por toda a heliosfera, não brilham, por isso não podem ser vistas convencionalmente.
O IBEX, por outro lado, pode mapear estas regiões ao medir partículas neutras criadas por colisões nos limites da heliosfera. Esta técnica baseia-se no fato de que os percursos das partículas neutras não são afetadas pelos campos magnéticos da heliosfera. As partículas viajam numa linha reta desde a colisão até ao IBEX. Consequentemente, a observação do local de origem das partículas neutras descreve o que se passa nestas regiões distantes.
"Usando átomos neutros, o IBEX consegue observar estruturas muito distantes, até mesmo de órbita terrestre," afirma Eric Christian, cientista da missão IBEX no Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland. "E o IBEX varre todo o céu, por isso nos forneceu os primeiros dados da forma da cauda da heliosfera, uma parte importante da compreensão do nosso lugar e movimento através da Galáxia."
A viagem destes átomos neutros começa anos antes de atingirem os instrumentos do IBEX. O vento solar que sopra para longe da nossa estrela move-se em todas as direções, para além dos planetas mais longínquos, eventualmente abrandando e dobrando-se para trás ao longo da cauda, em resposta à pressão do material interestelar influxo. As partículas juntam-se a uma migração em massa de partículas que se movem para trás desde a fronteira da heliosfera - uma fina camada chamada heliopausa.

Enquanto isto acontece, um fluxo constante de átomos neutros mais lentos, originários de outras partes da Galáxia, viajam pelo Sistema Solar. Quando um destes átomos neutros colide com uma das partículas carregadas mais rápidas, podem trocar um elétron. O resultado pode ser uma partícula carregada mais lenta e um átomo neutro mais rápido. O neutro já não está ligado aos campos magnéticos, e ao invés acelera em linha reta e na direção em que estava apontado nesse momento. Alguns destes viajam durante anos até serem detectados pelo IBEX.
"Ao recolher estes átomos neutros energéticos, o IBEX fornece mapas das partículas carregadas originais," afirma McComas. "As estruturas na heliocauda são invisíveis aos nossos olhos, mas podemos usar este truque para 'fotografar' remotamente as regiões ultraperiféricas da nossa heliosfera."
Os primeiros resultados do IBEX sobre a heliocauda sugeriam originalmente que podia haver uma pequena região de vento solar lento na direção da heliocauda, mas assim que os cientistas recolheram dados suficientes, perceberam que tinham visto apenas parte da imagem. Com base no mapa da heliocauda agora fornecido, alguém olhando diretamente para a cauda vê uma forma parecida com um trevo de quatro folhas. As duas folhas laterais estão repletas de partículas de movimento lento, e as folhas em cima e em baixo com partículas rápidas. Esta forma faz sentido, dado o fato que o Sol nos últimos anos tem enviado os seus ventos velozes perto dos pólos, e ventos mais lentos perto do seu equador - um padrão comum na fase mais recente do seu ciclo de 11 anos de atividade.
No entanto, o trevo de quatro folhas não alinha perfeitamente com o Sol. A forma no geral está ligeiramente inclinada, indicando que à medida que se afasta do Sol e da sua influência magnética, as partículas carregadas começam a ser empurradas para uma nova orientação, alinhando-se com os campos magnéticos da Galáxia local. Os cientistas ainda não sabem o tamanho da cauda.
"A cauda é a nossa pegada na Galáxia, e é excitante que estamos agora começando a compreender a sua estrutura," realça Christian. "O próximo passo é incorporar estas observações nos nossos modelos e começar o processo de realmente entender a nossa heliosfera."
Os cientistas podem testar as suas simulações de computador da heliosfera contra novas observações e melhorar os seus modelos, conforme necessário. Em conjunto, os dados dos instrumentos no espaço e análises em laboratório cá na Terra vão continuar a melhorar a nossa compreensão da cauda tipo-cometa que nos acompanha mais atrás.