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abr 29

Temporizadores microscópicos revelam a provável fonte dos raios cósmicos galácticos

Esta extraordinária imagem mostra um aglomerado de estrelas massivas, tipos O e B, capturado pelo Telescópio Espacial Hubble. Esta associação estelar é rodeada por nuvens de gás e poeira interestelar que chamamos de ‘nebulosa’. Essa nebulosa, que reside a 20.000 anos-luz de distância na constelação da Quilha (Carina), contém o aglomerado central de estrelas gigantes e quentes, com o nome de NGC 3603. Investigações recentes mostram que os raios cósmicos galácticos que fluem para o nosso Sistema Solar são originários de aglomerados estelares desse tipo. Créditos: NASA/U. Virginia/INAF, Bolonha, Itália/USRA/Ames/STScI/AURA

Esta extraordinária imagem mostra um aglomerado de estrelas massivas, tipos O e B, capturado pelo Telescópio Espacial Hubble. Esta associação estelar é rodeada por nuvens de gás e poeira interestelar que chamamos de ‘nebulosa’. Essa nebulosa, que reside a 20.000 anos-luz de distância na constelação da Quilha (Carina), contém o aglomerado central de estrelas gigantes e quentes, com o nome de NGC 3603. Investigações recentes mostram que os raios cósmicos galácticos que fluem para o nosso Sistema Solar são originários de aglomerados estelares desse tipo. Créditos: NASA/U. Virginia/INAF, Bolonha, Itália/USRA/Ames/STScI/AURA

A maior parte dos raios cósmicos que detectamos aqui na Terra foram originados há relativamente pouco tempo em aglomerados estelares vizinhos, conforme novos resultados da missão ACE (Advanced Composition Explorer) da NASA. A espaçonave ACE permitiu com que o time de cientistas da pesquisa determinasse a fonte dos raios cósmicos através das primeiras observações de um tipo muito raro de raio cósmico que atua como um pequeno temporizador, limitando a distância a que a fonte poderá residir em relação a Terra.

Eric Christian, membro do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA, Greenbelt, Maryland, EUA destacou:

Antes das observações do ACE, não sabíamos se esses raios cósmicos tinham sidos criados há muito tempo em fontes residindo a grandes distâncias ou há relativamente pouco tempo e nas proximidades.

Christian é coautor de um artigo sobre a investigação publicado na edição de 21 de abril de 2016 na revista Science.

Raios Cósmicos Galácticos, o que são?

Os raios cósmicos não são propriamente ‘raios’, são na verdade núcleos atômicos velozes que viajam pelo espaço com uma ampla gama de energia. Os mais poderosos viajam quase à velocidade da luz. A atmosfera e o campo magnético da Terra nos protegem bem dos raios cósmicos menos energéticos, que são os mais comuns. No entanto, os raios cósmicos são um perigo para astronautas desprotegidos que viajam para fora do escudo proporcionado pelo campo magnético da Terra porque podem agir como projéteis microscópicos, danificando estruturas e quebrando moléculas em células vivas. A NASA está atualmente analisando formas de reduzir ou mitigar os efeitos dos raios cósmicos para proteger astronautas que viajam até Marte.

Os raios cósmicos são produzidos por uma variedade de violentos eventos no Cosmos. A maioria dos raios cósmicos originários do interior do nosso Sistema Solar têm uma energia relativamente baixa e tem sua origem em eventos explosivos no Sol, como as explosões solares (solar flares) solares e as ejeções de massa coronal (EMC). Os raios cósmicos de alta energia são extremamente mais raros e pensamos que sejam produzidos por buracos negros que absorvem matéria no centro de outras galáxias. No entanto, os raios cósmicos objetos deste estudo são originários de fora do nosso Sistema Solar, porém vindo de dentro da Via Láctea e por isso são denominados por ‘raios cósmicos galácticos’. Os astrofísicos pensam que sejam gerados por ondas de choque de explosão de estrelas, as supernovas.

Os raios cósmicos galácticos detectados pelo observatório ACE, que permitiram com que o time estimasse a idade dos raios cósmicos e a distância à fonte, contêm uma forma radioativa de ferro chamada Ferro-60 (60Fe). Este ferro é produzido no interior de estrelas massivas que, quando explodem, ejetam este material para o espaço através de ondas de choque da supernova. Parte do 60Fe nos detritos da estrela destruída é acelerado para velocidades relativísticas quando outra estrela massiva no aglomerado das proximidades explode e a sua onda de choque colide com os restos da explosão estelar anterior.

Os raios cósmicos galácticos de 60Fe viajam pelo espaço na metade da velocidade da luz (cerca de 145.000 km/s). Isso pode parecer muito rápido, mas os raios cósmicos compostos dos núcleos de 60Fe não viajam para muito longe, em uma escala galáctica, por duas fortes razões:

  1. Em primeiro lugar, não podem viajar em linha reta porque são eletricamente carregados e são desviados pelas forças magnéticas. Portanto, são forçados a tomar caminhos complicados ao longo dos campos magnéticos entrelaçados da nossa Galáxia;
  2. Em segundo lugar, o 60Fe é instável (radioativo) e ao longo de um período de 2,6 milhões de anos, cerca de 50% deste é autodestruído, decaindo para outros elementos (Cobalto-60 e, em seguida, Níquel-60). Se os raios cósmicos 60Fe tivessem sido criados há centenas de milhões de anos ou mais, ou muito longe, eventualmente haveria muito pouco para o ACE detectar.

Robert Binns, membro da Universidade de Washington, St. Louis, Missouri, autor principal do artigo, explicou:

A nossa detecção dos núcleos de ferro radioativos em raios cósmicos é uma prova clara de que houve, provavelmente, mais do que uma supernova nos últimos milhões de anos na nossa vizinhança da Galáxia.

Esta imagem é um grande mosaico, um dos mais detalhados já obtido pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA da Nebulosa do Caranguejo, uma nebulosa remanescente de supernova com seis anos-luz de diâmetro. Investigações recentes mostram que os raios cósmicos galácticos que fluem para o nosso Sistema Solar são originários de objetos como este. Créditos: NASA/ESA/Universidade do Estado do Arizona

Esta imagem é um grande mosaico, um dos mais detalhados já obtido pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA da Nebulosa do Caranguejo, uma nebulosa remanescente de supernova com seis anos-luz de diâmetro. Investigações recentes mostram que os raios cósmicos galácticos que fluem para o nosso Sistema Solar são originários de objetos como este. Créditos: NASA/ESA/Universidade do Estado do Arizona

Eric Christian adicionou:

Em 17 anos de observação, o ACE detectou aproximadamente 300.000 partículas de raios cósmicos galácticos de ferro comum, mas apenas 15 de Ferro-60 radioativo. O fato de que vemos, nem que seja uma pequena quantidade de Ferro-60, no núcleo destes raios cósmicos, significa que devem ter sido criados há relativamente pouco tempo (nos últimos milhões de anos) e que a fonte deve estar relativamente próxima, até 3.000 anos-luz, aproximadamente a largura do nosso braço espiral local.

Uma distância de meros milhares de anos-luz é ainda relativamente perto porque o grande agrupamento de centenas de milhares de milhões de estrelas que constituem a nossa Galáxia mede em torno de 100.000 anos-luz de largura.

Existem mais de 20 aglomerados com estrelas massivas até alguns milhares de anos-luz, incluindo a Associação Escorpião-Centauro, constituída por três subgrupos, Escorpião Superior (83 estrelas), Centauro-Lobo (134 estrelas) e Centauro Inferior-Cruzeiro do Sul (97 estrelas). Estes são muito provavelmente os grandes contribuintes dos raios cósmicos compostos de 60Fe que o ACE detectou, de acordo com a pesquisa.

A sonda ACE foi lançada em dia 25 de agosto de 1997 até um ponto situado a 1.450.000 km entre a Terra e o Sol onde atua há 19 anos como sentinela, detectando a radiação espacial de tempestades solares, proveniente da Galáxia e além.

Fonte

NASA: Microscopic “Timers” Reveal Likely Source of Galactic Space Radiation

._._.

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