Espaço interestelar é ainda mais curioso do que se pensava, revela sonda da Nasa

NA ESCURIDÃO do espaço há bilhões de quilômetros de distância de casa, a Voyager 2 da Nasa alcançou um marco na exploração, tornando-se a segunda sonda a entrar no espaço interestelar em novembro de 2018. Agora, cientistas revelaram o que a Voyager 2 capturou ao cruzar a fronteira, oferecendo um novo olhar sobre alguns dos grandes mistérios do nosso Sistema Solar.

As descobertas, distribuídas em cinco estudos, foram publicadas na revista científica Nature Astronomy, e marcam a primeira vez em que uma sonda coletou amostras diretamente de neblinas com partículas eletricamente carregadas, ou plasmas, que preenchem o espaço interestelar e os arredores mais remotos do Sistema Solar. É mais um feito inédito para a sonda, que foi lançada em 1977 e executou o primeiro — e único — sobrevoo dos planetas gigantes de gelo, Urano e Netuno.

A missão da Voyager 2 no espaço interestelar segue a da irmã Voyager 1, que realizou a mesma proeza em 2012. Os dados das duas sondas têm muitas características em comum, como a densidade geral das partículas encontradas no espaço interestelar. Mas, curiosamente, a segunda sonda também identificou algumas diferenças importantes ao sair — lançando novas dúvidas sobre o movimento do nosso Sol através da galáxia.

“Esta foi realmente uma jornada maravilhosa”, disse Ed Stone, cientista do projeto Voyager, físico da Caltech, em uma coletiva de imprensa na semana passada.

“É muito empolgante a humanidade ter alcançado o espaço interestelar”, acrescenta Jamie Rankin, física e pesquisadora de pós-doutorado na Universidade de Princeton, que não participou dos estudos. “Somos viajantes interestelares desde que a Voyager 1 cruzou o espaço, mas agora, a atuação da Voyager 2 é ainda mais emocionante porque é possível comparar dois pontos bastante distintos... no meio interestelar.”

Dentro da bolha

Para entender as últimas descobertas da Voyager 2, é importante saber que o Sol não é uma bola de luz que queima silenciosamente. Nossa estrela é uma fornalha nuclear furiosa, que atravessa violentamente a galáxia a cerca de 720 mil quilômetros por hora em sua órbita ao redor do centro galáctico.

O Sol também é atingido por campos magnéticos trançados e, como resultado, sua superfície lança constantemente uma brisa de partículas carregadas eletricamente, o vento solar. Essa rajada percorre todas as direções e carrega o campo magnético do Sol consigo. Em algum momento, o vento solar colide com o meio interestelar, formado por detritos de antigas explosões estelares que vagam pelos espaços entre as estrelas.

Como óleo e água, o vento solar e o meio interestelar não se misturam perfeitamente, de modo que o vento solar forma uma bolha no meio interestelar chamada heliosfera. Com base nos dados da Voyager, essa bolha se estende por cerca de 18 bilhões de quilômetros a partir do Sol em sua borda principal, circundando o Sol, todos os oito planetas e grande parte dos objetos distantes que orbitam nossa estrela. Há um aspecto positivo: a heliosfera protege tudo que está em seu interior, como nosso frágil DNA, de grande parte da radiação de maior energia da galáxia.

A borda mais externa da heliosfera, denominada heliopausa, delimita o início do espaço interestelar. Compreender esse limiar nos ajuda a entender a jornada do Sol pela galáxia, o que, por sua vez, pode revelar mais sobre a situação de outras estrelas dispersas pelo cosmos.

“Estamos tentando entender a natureza dessa fronteira, onde esses dois ventos colidem e se misturam”, afirmou Stone durante a coletiva. “Como se misturam e quanto há de vazamento de dentro para fora da bolha e de fora para dentro?”

Os cientistas viram pela primeira vez a heliopausa em 25 de agosto de 2012, quando a Voyager 1 entrou pela primeira vez no espaço interestelar. O que eles observaram os deixou intrigados. Por exemplo, os pesquisadores agora sabem que o campo magnético interestelar é cerca de duas a três vezes mais intenso que o esperado, o que significa, por sua vez, que as partículas interestelares exercem até dez vezes mais pressão sobre a heliosfera do que se acreditava anteriormente.

“É a nossa primeira plataforma para conhecer de fato o meio interestelar, por isso é literalmente um recurso pioneiro para nós”, afirma Patrick Koehn, cientista do programa na sede da Nasa.

Fronteira com vazamento

Apesar de todas as expectativas superadas pela Voyager 1, suas revelações estavam incompletas. Em 1980, o instrumento que media a temperatura dos plasmas parou de funcionar. Mas o mesmo instrumento na Voyager 2 ainda funciona perfeitamente; portanto, quando atravessou a heliopausa em 5 de novembro de 2018, os cientistas puderam ter uma visão muito melhor dessa fronteira.

Pela primeira vez, os pesquisadores puderam observar que, à medida que um objeto chega a cerca de 225 milhões de quilômetros da heliopausa, o plasma ao seu redor desacelera, aquece e fica mais denso. E, do outro lado da fronteira, o meio interestelar está a no mínimo 30 mil graus Celsius, temperatura mais alta do que se esperava. No entanto esse plasma é tão delgado e difuso que a temperatura média em torno das sondas Voyager permanece extremamente fria.

Além disso, a Voyager 2 confirmou que a heliopausa é uma fronteira com vazamento — e os vazamentos ocorrem nos dois sentidos. Antes que a Voyager 1 passasse pela heliopausa, ela percorreu ramificações de partículas interestelares que haviam penetrado a heliopausa, como raízes de uma árvore nas rochas. A Voyager 2, entretanto, viu um filete de partículas de baixa energia que se estendiam a mais de 160 milhões de quilômetros além da heliopausa.

Outro mistério surgiu quando a Voyager 1 chegou a cerca de 1,3 bilhão de quilômetros da heliopausa, onde entrou em uma região semelhante a um limbo, com redução da velocidade do vento solar de saída. Antes de atravessar a heliopausa, a Voyager 2 viu o vento solar formar uma espécie de camada completamente diferente que, curiosamente, tinha quase a mesma largura que aquela estagnada, observada pela Voyager 1.

“Isso é muito, muito curioso”, afirma Koehn. “Realmente nos mostra que precisamos de mais dados”.

Sequência interestelar?

Resolver esse quebra-cabeça exigirá uma visão melhor da heliosfera como um todo. A saída da Voyager 1 ocorreu perto da borda principal da heliosfera, onde ela colide com o meio interestelar, e a saída da Voyager 2 ocorreu em sua lateral esquerda. Como não temos dados sobre o rastro da heliosfera, seu formato geral permanece um mistério. A pressão do meio interestelar pode manter a heliosfera aproximadamente esférica, mas também é possível que ela tenha uma cauda como um cometa — ou que tenha a forma de um croissant.

Contudo, embora outras sondas estejam atualmente se afastando, elas não conseguem enviar dados sobre a heliopausa. A sonda New Horizons da Nasa está se distanciando do Sistema Solar a mais de 50 mil quilômetros por hora e quando ficar sem energia na década de 2030, ficará em silêncio, mais de um 1,6 bilhão de quilômetros antes de atingir a borda externa da heliosfera. É por isso que os cientistas da Voyager e outros desejam uma próxima sonda interestelar. O objetivo: uma missão de várias gerações, com duração de 50 anos, para explorar o Sistema Solar externo a caminho de regiões inexploradas além do vento solar.

“Existe uma bolha inteira e a atravessamos apenas em dois pontos”, afirmou Stamatios Krimigis, coautor do estudo, chefe emérito do departamento espacial do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins, na coletiva de imprensa. “Dois exemplos não são suficientes.”

Uma nova geração de cientistas está ansiosa para assumir o comando — como Rankin, cujo doutorado na Caltech envolveu dados interestelares da Voyager 1, tendo Stone como orientador.

“Foi incrível trabalhar com esses dados modernos de sondas espaciais lançadas antes de eu nascer e que ainda produzem conhecimentos científicos incríveis”, afirma ela. “Sou muito grata a todos aqueles que dedicaram tanto tempo à Voyager.”