Não é nenhum segredo que o planeta Terra é ocasionalmente saudado por rochas do espaço que explodem na atmosfera ou impactam na superfície. Além disso, A Terra experimenta regularmente chuvas de meteoros sempre que passa por nuvens de detritos no sistema solar. Contudo, também foi determinado que a Terra é regularmente bombardeada por objetos que são pequenos o suficiente para passar despercebidos - cerca de 1 mm de tamanho.

De acordo com um novo estudo dos astrônomos de Harvard Amir Siraj e Prof. Abraham Loeb, é possível que a atmosfera da Terra seja bombardeada por meteoros maiores - 1 mm a 10 cm (0,04 a 4 polegadas) - que são extremamente rápidos. Esses meteoros, eles discutem, poderia ser o resultado de supernovas próximas que aceleram as partículas a velocidades sub-relativísticas ou mesmo relativísticas - de vários milhares de vezes a velocidade do som a uma fração da velocidade da luz.

Seu estudo, intitulado "Observational Signatures of Sub-Relativistic Meteors", apareceu recentemente no servidor de pré-impressão arXiv e foi submetido ao Astrophysical Journal . Seu trabalho aborda um mistério contínuo na astrofísica, que é se o material ejetado criado por uma supernova pode ou não ser acelerado a velocidades relativísticas e viajar através do meio interestelar para alcançar a atmosfera da Terra.

A existência desses tipos de meteoros, que mede cerca de 1 mm de diâmetro (0,04 polegadas), foi proposto por vários astrônomos no passado, incluindo Lyman Spitzer e Satio Hayakawa. A questão de saber se eles poderiam sobreviver ou não à viagem através do espaço interestelar também foi estudada longamente. Como Siraj explicou à Universe Today por e-mail:

"A evidência empírica indica que pelo menos uma supernova choveu elementos pesados ​​na Terra no passado. As supernovas são conhecidas por liberar quantidades significativas de poeira em velocidades sub-relativísticas. Também vemos evidências de aglomeração ou 'balas' no material ejetado da supernova. A fração de massa contida em pequenos aglomerados é desconhecida, mas se apenas 0,01% da poeira ejetada estiver contida em objetos de tamanho milimétrico ou maiores, esperaríamos que um aparecesse na atmosfera da Terra como um meteoro sub-relativístico a cada mês (com base na taxa de supernovas na galáxia da Via Láctea). "

Apesar de ter uma base teórica sólida, a questão permanece se meteoros maiores do que um grão de poeira entram ou não na atmosfera da Terra em velocidades sub-relativísticas ou relativísticas. Estes seriam meteoros que medem 1 mm (0,04 pol.), 1 cm (0,4 pol.), ou 10 cm (4 pol.) de diâmetro. Grande parte do problema tem a ver com nossa metodologia de pesquisa atual, que simplesmente não está configurado para procurar esses tipos de objetos.

"Os meteoros normalmente viajam perto de 0,01% da velocidade da luz, "disse Siraj." Portanto, as pesquisas atuais são ajustadas para encontrar sinais de objetos que se movem nessa velocidade. Meteoros de supernovas viajariam cem vezes mais rápido (cerca de 1% da velocidade da luz), e assim seus sinais seriam significativamente diferentes dos meteoros típicos, tornando-os facilmente perdidos por pesquisas atuais. "

Para o bem de seu estudo, Siraj e Loeb desenvolveram um modelo hidrodinâmico e radiativo para rastrear a evolução dos cilindros de plasma quente que resultam da passagem de meteoros sub-relativísticos pela atmosfera. A partir disso, eles foram capazes de calcular que tipo de sinais seriam produzidos, fornecendo assim uma indicação do que os astrônomos devem estar atentos. Como Siraj explicou:

"Descobrimos que um meteoro sub-relativístico daria origem a uma onda de choque que poderia ser captada por um microfone, e também um flash brilhante de radiação visível em comprimentos de onda óticos - ambos durando cerca de um décimo de milissegundo. Para meteoros tão pequenos quanto 1 mm, um pequeno detector óptico (1 centímetro quadrado) pode detectar facilmente o flash de luz no horizonte. "

Com isso em mente, Siraj e Loeb delinearam o tipo de infraestrutura que permitiria aos astrônomos confirmar a existência desses objetos e estudá-los. Por exemplo, novas pesquisas poderiam incorporar microfones de infra-som e instrumentos infravermelhos ópticos que seriam capazes de detectar a assinatura acústica e os flashes ópticos criados por esses objetos entrando em nossa atmosfera e as explosões resultantes.

Com base em seus cálculos, eles recomendam que uma rede global de cerca de 600 detectores com cobertura total do céu, que pode detectar alguns desses tipos de meteoros por ano. Há também a opção de pesquisar nos dados existentes por sinais de meteoros sub-relativísticos e relativísticos. Por último mas não menos importante, existe a possibilidade de utilizar a infraestrutura existente para procurar indícios desses objetos.

Um bom exemplo disso, Siraj explicou, pode ser encontrado na rede e banco de dados do Centro de Estudos de Objetos Próximos da Terra (CNEOS) da NASA:"Além disso, notamos que a rede global de sensores classificados do governo dos EUA (incluindo microfones e detectores ópticos) que fornece o banco de dados CNEOS Fireball and Bolide provavelmente compreende uma infraestrutura existente capaz. Instamos o governo dos EUA a desclassificar faixas mais amplas dos dados do CNEOS para que os cientistas possam pesquisar meteoros sub-relativísticos sem gastar mais dinheiro do contribuinte para desenvolver uma nova rede global - com uma já em operação! "

A recompensa para isso seria nada menos do que a capacidade de estudar um conjunto inteiramente novo de objetos que interagem regularmente com a atmosfera da Terra. Também forneceria uma nova perspectiva para o estudo de supernovas, permitindo aos astrônomos colocar restrições importantes no material ejetado que produzem. Com isso em mente, de baixo custo, A rede global de câmeras all-sky parece valer a pena o investimento.