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    Satélite no quintal do Suns desvenda as origens da poeira interplanetária

    O que as estrelas cadentes e a segurança dos astronautas têm em comum?

    Ambos derivam de fragmentos de rocha submicroscópicos encontrados em todo o sistema solar, às vezes chamado de poeira interplanetária.

    Quando essas partículas colidem com a atmosfera da Terra, eles criam meteoros, mais conhecidas como estrelas cadentes, à medida que os fragmentos (geralmente) microscópicos evaporam e deixam rastros flamejantes no ar. Quando eles colidem com astronautas, eles podem fazer buracos em trajes espaciais - ou pior. Compreender as fontes e padrões dessa poeira interplanetária é, portanto, muito importante para a NASA, enquanto planeja missões para a lua, Marte e além.

    Durante suas revoluções ao redor do sol, a nave espacial Parker Solar Probe, a missão se aproximando do sol do que qualquer coisa na história da viagem espacial, é bombardeado por essas partículas de poeira. Ao colidir com a espaçonave, os pequenos grãos - alguns tão pequenos quanto dez milésimos de milímetro de diâmetro - vaporizam e liberam uma nuvem de partículas eletricamente carregadas que podem ser detectadas por FIELDS, um conjunto de instrumentos projetados para detectar campos elétricos e magnéticos.

    Dois artigos publicados esta semana em The Planetary Science Journal use os dados do FIELDS para dar uma olhada de perto na "nuvem zodiacal, "o termo coletivo para essas minúsculas partículas.

    "Todo sistema solar tem uma nuvem zodiacal, e podemos explorar o nosso e entender como funciona, "disse Jamey Szalay, um pesquisador associado em ciências astrofísicas em Princeton, que é o autor principal de um dos artigos. "Compreender a evolução e a dinâmica de nossa nuvem zodiacal nos permitirá entender melhor todas as observações zodiacais que vimos em qualquer outro sistema solar."

    A nuvem zodiacal espalha a luz do sol de uma forma que pode ser vista a olho nu, mas apenas muito escuro, noites claras, como o luar ou a luz das cidades facilmente o ofuscam. Mais espesso perto do sol e mais fino perto das bordas do sistema solar, a nuvem zodiacal parece lisa a olho nu, mas os comprimentos de onda do infravermelho revelam faixas e fitas brilhantes que podem ser rastreadas até suas origens:cometas e asteróides.

    Com dados das primeiras seis órbitas de Parker, junto com a modelagem por computador do movimento das partículas no sistema solar interno, Szalay e seus colegas desemaranharam essas listras e fitas para revelar duas populações diferentes de poeira na nuvem zodiacal:Os pequenos grãos espiralando lentamente em direção ao sol ao longo de milhares a milhões de anos, conhecido como alfa-meteoróides; e então, conforme a nuvem em turbilhão fica mais densa, os grãos maiores colidem e criam fragmentos cada vez menores, conhecidos como beta-meteoróides, que são subsequentemente afastados do sol pela pressão da luz solar.

    Sim, luz solar.

    E não apenas cutucou um pouco, qualquer. "Quando um fragmento se torna pequeno o suficiente, a pressão da radiação - luz solar - é na verdade forte o suficiente para expulsá-la do sistema solar, "Disse Szalay.

    "A existência de tais grãos minúsculos foi repetidamente relatada a partir de medições de poeira de espaçonaves dedicadas na região entre a Terra e Marte, mas nunca no sistema solar interno, onde se pensava que essas partículas se originavam, "disse Harald Krüger, especialista em poeira zodiacal do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar e co-autor do artigo de Szalay. "Assim, o instrumento FIELDS oferece uma nova janela para estudar essas partículas de poeira movidas pela luz solar perto de sua região de origem. "

    FIELDS também detectou um fluxo estreito de partículas que parecia ser liberado de uma fonte discreta, formando uma delicada estrutura na nuvem de poeira zodiacal. Para entender este terceiro componente, Szalay voltou às origens da poeira zodiacal:cometas e asteróides.

    Cometas, bolas de neve cheias de poeira viajando através de nosso sistema solar por muito tempo, órbitas elípticas, ejetam grandes quantidades de poeira quando se aproximam o suficiente do sol para começar a vaporizar o gelo e o gelo seco. Asteróides, rochas grandes e pequenas orbitando o sol entre Marte e Júpiter, solta poeira quando eles colidem uns com os outros. Alguns desses grãos são lançados em qualquer direção, mas a maioria está presa nas órbitas de seu corpo pai, explicou Szalay, o que significa que ao longo de milhares de órbitas, a trilha de um cometa se torna mais como uma estrada de cascalho do que um caminho vazio com uma orbe brilhante e uma trilha brilhante. (Mais de milhões de órbitas, os grãos se espalharão além de seu caminho orbital, fundindo-se com a nuvem de fundo zodiacal.)

    Szalay se refere a esses caminhos cheios de poeira como "tubos" de detritos cometários ou asteroidais. "Se a Terra cruzar esse tubo em qualquer lugar, temos uma chuva de meteoros, " ele disse.

    Ele teorizou que a Parker Solar Probe pode ter viajado por um deles. "Talvez haja um tubo denso que simplesmente não poderíamos ter observado de outra forma a não ser por Parker literalmente voando e sendo atingido por um jato de areia, " ele disse.

    Mas os tubos mais próximos do caminho de Parker não pareciam ter material suficiente para causar o pico de dados. Então Szalay propôs outra teoria. Talvez um desses tubos meteoróides - provavelmente os Geminídeos, que todo mês de dezembro causa uma das chuvas de meteoros mais intensas da Terra - estava colidindo em alta velocidade contra a própria nuvem zodiacal interna. Os impactos entre o tubo e a poeira zodiacal podem produzir grandes quantidades de beta-meteoróides que não explodem em direções aleatórias, mas estão focados em um conjunto estreito de caminhos.

    "Chamamos isso de 'fluxo beta, 'que é uma nova contribuição para o campo, ", Disse Szalay." Espera-se que esses fluxos beta sejam um processo físico fundamental em todos os discos planetários circunstelares. "

    "Um dos aspectos importantes deste artigo é o fato de que a Parker Solar Probe é a primeira espaçonave que chega tão perto do Sol que penetra nas regiões onde as colisões mútuas de partículas são mais frequentes, "disse Petr Pokorný, um modelador de nuvem zodiacal com a NASA e a Universidade Católica da América, que foi co-autor do artigo de Szalay. "As colisões mútuas de partículas são importantes não apenas em nosso sistema solar, mas em todos os sistemas exosolares. Este artigo oferece à comunidade de modelos uma visão única desse território anteriormente desconhecido. "

    "Parker essencialmente experimentou sua própria chuva de meteoros, "Disse Szalay." Ou voou por um daqueles tubos de material, ou voou através de um fluxo beta. "

    O riacho também foi visto por Anna Pusack, em seguida, um estudante de graduação na University of Colorado-Boulder. "Eu vi essa forma parecida com uma cunha em meus dados, e meu conselheiro, David Malaspina, sugeriu que eu apresentasse o trabalho a Jamey, "ela disse." A forma de cunha parecia indicar um spray forte, ou o que Jamey chamou de fluxo beta em seus novos modelos, de pequenas partículas atingindo a espaçonave de uma maneira muito direcionada. Isso foi incrível para mim, conectar os dados que analisei com o trabalho teórico feito no outro lado do país. Para um jovem cientista, realmente despertou todo o entusiasmo e possibilidades que podem vir do trabalho colaborativo. "

    Pusack é o autor principal do artigo publicado em conjunto com o de Szalay. "Esses papéis realmente andam de mãos dadas, "disse ela." Os dados confirmam os modelos, e os modelos ajudam a explicar os dados. "

    "Esta é uma tremenda contribuição para a nossa compreensão da nuvem zodiacal, o ambiente de poeira próximo ao sol de forma mais ampla, e os riscos de poeira para a missão Parker Solar Probe da NASA, "disse David McComas, professor de ciências astrofísicas da Universidade de Princeton e vice-presidente do Laboratório de Física de Plasma de Princeton, quem é o investigador principal do ISʘIS, outro instrumento a bordo da Parker Solar Probe, e para a próxima missão Interstellar Mapping and Acceleration Probe (IMAP).


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