terça-feira, 17 de setembro de 2013

Não, a Voyager 1 não saiu do Sistema Solar!

Entenda onde a Voyager está

A NASA divulgou na última quinta-feira (dia 12) que a sonda Voyager 1 foi o primeiro artefato humano a deixar o Sistema Solar e entrar no espaço interestelar. Esse comunicado veio numa coletiva de imprensa e com um artigo publicado na Science (veja aqui artigo completo, em inglês). Em ambos, a informação de que a sonda teria saído do Sistema Solar não foi veiculada. Porém, depois, no site oficial de notícias da NASA lá estava o título: "Voyager 1 deixou o Sistema Solar". (Abaixo tradução da nota oficial completa)

A imprensa logo divulgou essa informação errada. Até as prestigiadas publicações internacionais Scientific AmericanNational Geographic, e a respeitada New Scientist noticiaram a suposta saída da Voyager 1 do Sistema Solar. A Nature corretamente diz que a nave entrou no espaço interestelar. Todas os jornais nacionais divulgaram a saída do Sistema Solar. Curta e compartilhe no Facebook

Mas onde termina o Sistema Solar e onde começa o espaço interestelar?

É consenso entre os cientistas que o Sistema Solar se estende até a parte externa da Nuvem de Oort. A Nuvem de Oort é uma região hipotética (ou seja, ainda não foi observada diretamente) em que, acredita-se existir até 2 trilhões de cometas de longos períodos (que demoram milhares de anos para dar uma volta no Sol). Essa Nuvem é composta de duas partes: a parte interna em forma de disco e uma parte externa em forma esférica, e é essa parte externa que define o limite gravitacional do Sistema Solar, segundo a própria NASA. A Nuvem de Oort está a uma distância estimada entre 5 mil e 100 mil 'unidades astronômicas' (na sigla UA, medida de distância usada na astronomia, que equivale a distância Terra-Sol: 150 milhões de km).
Esse é o limite do Sistema Solar.

Já o espaço interestelar começa quando a heliosfera acaba, e essa fronteira chama-se heliopausa. A heliosfera é um bolha de partículas carregadas em torno do Sol. Fora da heliosfera existe uma maior abundância de partículas originadas de antigas explosões em outras estrelas. Como a NASA diz, o espaço interestelar é dominado por plasma e gás ionizado expelido por gigantescas estrelas há milhões de anos.

A sonda Voyager 1 perdeu a capacidade de registrar essas partículas carregadas exteriores de forma direta, o que diria se ela tinha atravessado a 'heliopausa'. Então, devido a uma erupção solar em março de 2012, que enviou grande quantidade de material solar para o espaço, a sonda pode medir a densidade de plasma ao redor da própria nave. Devido a sua distância do Sol, somente 13 meses (9 de abril 2013) depois esse material solar chegou lá e fez vibrar o plasma local (partículas interestelares) ao redor da nave. Assim, o detector de ondas de plasma da Voyager 1 pôde medir e concluiu que a sonda está rodeada por um plasma local 40 vezes mais forte do que quando ainda estava na heliosfera (quantidade compatível com o esperado no espaço interestelar). E, segundo o estudo publicado, esse aumento é o sinal que faltava para confirmar a entrada da sonda no espaço interestelar: "Não há outra conclusão possível, penso que é forçoso concluir que estamos realmente no meio interestelar", disse o físico Gary Zank na coletiva de imprensa. Com base nesses dados, a data que a nave atravessou a heliopausa foi dia 25 de agosto de 2012.

Mas então, você poderia concluir: se a sonda Voyager 1 está no espaço interestelar ela necessariamente tem que estar fora do Sistema Solar! Correto?
A resposta é não. Assim como o espaço começa quando você deixa a atmosfera terrestre (cerca de 100 km de altura) e não quando você deixa a influência gravitacional da Terra, o espaço interestelar é similar. Você entra no espaço interestelar mesmo ainda estando sob influência gravitacional do Sol. Os viajantes da Apollo 11 que chegaram à Lua estavam no espaço interplanetário mas sentiam a influência da Terra. O que quis mostrar é a semelhança de conceito entre espaço interestelar e espaço interplanetário. Mas tem outros dados que comprovam que a nave não saiu do Sistema Solar.

A Voyager 1 está a uma distância de 19 bilhões de km (cerca de 100 'unidades astronômicas'). Vimos que a fronteira do Sistema Solar (a parte externa da Nuvem de Oort) está a 100 mil 'unidades astronômicas'!! A Voyager 1 levará ainda 30 mil anos para sair do Sistema Solar. Uma boa comparação é com o planetóide Sedna: ele está a 900 'unidades astronômicas' da Terra e ainda está no Sistema Solar, a nave está a apenas 100 UA e está fora do Sistema Solar?

Nos últimos anos esse comunicado foi feito e desfeito várias vezes. Alguns estudos eram publicados dizendo que ela atingiu uma nova região, que estava na borda do Sistema Solar, e logo em seguida era desmentido. Esses novos dados indicam sim a entrada da nave no espaço interestelar, mas não a saída do Sistema Solar. A NASA corrigiu o título da notícia em uma débil postagem no Twitter, mas depois que o estrago já tinha sido feito.

O fato da Voyager 1 não ter saído do Sistema Solar não diminui o mérito dessa grande conquista que é entrar no espaço interestelar. A nave é hoje o artefato humano mais distante de casa. Ela representa o que os navios de Colombo representaram. A humanidade é representada, de certa forma, por essa pequena nave que foi lançada há 36 anos e hoje é ultrapassada tecnologicamente por um Smartphone. Essa nova jornada é histórica e, como diria Carl Sagan, é um passo no oceano cósmico.

Essa pequena nave nos fez refletir quando, em 1990, tirou uma foto em que a Terra, que vista de longe não parecia nada mais do que um 'pálido ponto azul'. Leia aqui o belo texto de Carl Sagan. Vale a pena.
A Voyager 1 ainda carrega um disco de saudação, também organizado por Carl Sagan, para uma possível civilização extraterrestre que a encontrar. Esse disco de cobre, foliado a ouro, contém 115 imagens da Terra (o Cristo Redentor, do Brasil) e vários sons (como o som do mar, do vento, de animais). Existe 90 minutos da música feita por nós, saudações em vários dialetos e a posição da Terra no Sistema Solar. Ouça aqui o disco.

A Voyager 1 foi lançada em 5 de setembro de 1977 em direção aos planetas gasosos e deve funcionar até 2025, viajando numa velocidade de 17 km/seg (ou, em palavras mais práticas: 3,5 unidades astronômicas por ano!). A Voyager 1, que hoje está 127 vezes mais distante do Sol do que a Terra, visitou Júpiter e Saturno e até hoje os controladores recebem dados. Os fracos dados são emitidos pela nave com uma potência de 23 Watts (uma lâmpada de geladeira) e chegam à Terra com uma fração de bilhão de bilionésimo de 1 Watt. Esses sinais viajam à velocidade da luz, e mesmo assim, chegam à Terra 17 horas depois de enviados. O custo das missões Voyager 1 e 2 (incluindo lançamento, operação e as baterias nucleares) é de 988 milhões de dólares, até setembro.

-------------------Tradução da nota oficial da NASA----------------------

A sonda Voyager 1 da NASA oficialmente se tornou o primeiro objeto construído pelo homem a se aventurar no espaço interestelar. A sonda de 36 anos de vida está a aproximadamente 19 bilhões de quilômetros do Sol.

Novos e inesperados dados indicam que a sonda Voyager 1 tem viajado por aproximadamente um ano através do plasma, ou do gás ionizado presente no espaço entre as estrelas. A Voyager está numa região de transição imediatamente fora da bolha solar, onde algum efeito do nosso Sol ainda é evidente. Um relatório na análise desses novos dados, um esforço liderado por Don Gurnett e pela equipe de ciência de onda do plasma da Universidade de Iowa, em Iowa City, foi publicado na edição do último dia 12 de Setembro de 2013 da revista Science, e pode ser encontrado no final desse post.

“Agora que nós temos dados novos e fundamentais, nós acreditamos que esse é um salto histórico da humanidade no espaço interestelar”, disse Ed Stone, cientista de projeto da Voyager, baseado no Instituto de Tecnologia da Califórnia, em Pasadena. “A equipe da Voyager precisa de tempo para analisar essas observações e fazer um senso delas. Mas nós podemos agora responder a questão que todos veem perguntando – Nós já estamos lá? Sim, nós estamos”.

A Voyager 1 detectou pela primeira vez o aumento da pressão do espaço interestelar na heliosfera, a bolha de partículas carregadas ao redor do Sol que chega bem além dos planetas externos, em 2004. Os cientistas então voltaram suas pesquisas para buscar evidências de que a sonda havia chegado no espaço interestelar, a análise dos dados conhecidos e a sua interpretação pode levar meses ou até anos.

A Voyager 1 não tem um sensor de plasma, então os cientistas precisam de uma abordagem diferente para medir o ambiente de plasma da sonda para então fazer uma determinação definitiva de sua localização. Uma ejeção de massa coronal, ou seja, uma explosão massiva de vento solar e de campos magnéticos que foi expelida pelo Sol em Março de 2012, forneceu aos cientistas os dados que eles precisavam. Quando esse inesperado presente do Sol eventualmente chegou até a Voyager 1, treze meses depois, em Abril de 2013, o plasma ao redor da nave começou a vibrar como a corda de um violino. No dia 9 de Abril, o instrumento de onda de plasma da Voyager 1 detectou o movimento. As oscilações ajudaram os cientistas a determinar a densidade do plasma. As oscilações particulares significam que a sonda estava num plasma que é 40 vezes mais denso do que aquele encontrado nas camadas externas da heliosfera. Densidades desse nível só são esperadas no espaço interestelar.

A equipe de ciência da onda de plasma revisitou os dados e encontrou um conjunto de oscilações anteriores e mais apagadas em Outubro e Novembro de 2012. Por meio da extrapolação das medidas de densidade do plasma de ambos os eventos, a equipe determinou que a Voyager 1 entrou pela primeira vez no espaço interestelar em Agosto de 2012.

“Nós literalmente pulamos da cadeira quando vimos essas oscilações em nossos dados – eles mostravam que a sonda estava numa região inteiramente nova, comparável com o que era esperado no espaço interestelar, e totalmente diferente da bolha solar”, disse Gurnett. “Claramente nós passamos pela heliopausa, que é a fronteira por muito tempo hipotetizada entre o plasma solar e o plasma interestelar”.

Os novos dados de plasma sugerem um tempo consistente com as mudanças abruptas e duráveis ocorridas na densidade das partículas energéticas que foram detectadas pela primeira vez em 25 de Agosto de 2012. A equipe da Voyager geralmente aceita essa data como a data da chegada no espaço interestelar. As partículas carregadas e as mudanças no plasma foram aquelas que se esperavam durante o momento em que se cruzava a heliopausa.

“O trabalho duro da equipe para construer uma nave durável e gerenciar com cuidado os recursos limitados da Voyager foram recompensados para a NASA e para toda a humanidade”, disse Suzanne Dodd, gerente de projeto da Voyager, baseada no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, na Califórnia. “Nós esperamos que os instrumentos de campos e de partículas da Voyager continuarão a nos enviar dados até no mínimo 2020. Nós não podemos esperar para ver o que os instrumentos da Voyager nos mostrarão sobre o espaço profundo”.

A Voyager 1 e a sua irmã gêmea Voyager 2, foram lançadas com 16 dias de separação em 1977. Ambas as sondas viajaram por Júpiter e Saturno. A Voyager 2 também voou por Urano e Netuno. A Voyager 2 foi lançada antes que a Voyager 1, e é até hoje a sonda operada continuamente pelo maior período de tempo. Ela está a aproximadamente 15 bilhões de quilômetros de distância do Sol.

Os controladores de missão da Voyager ainda recebem dados da Voyager 1 e da Voyager 2 diariamente, mesmo os sinais emitidos sendo muito fracos, com uma potência de 23 watts – a potência da luz de uma geladeira. No momento em que esses sinais chegam na Terra eles são uma fração de um bilhão de um bilionésimo de watt. Os dados dos instrumentos da Voyager 1 são transmitidos para a Terra normalmente a 160 bits por segundos e capturados pelas antenas das estações de 34 a 70 metros da Deep Space Network da NASA. Viajando na velocidade da luz, um sinal da Voyager 1 leva cerca de 17 horas para viajar até a Terra. Depois que os dados são transmitidos para o JPL e processados pelas equipes científicas, os dados da Voyager são disponibilizados ao público.

“A Voyager está agora onde nenhuma outra sonda foi antes, marcando uma das maiores realizações tecnológicas nos anais da história da ciência, e adicionando um novo capítulo nos sonhos científicos da humanidade e dos sonhadores”, disse John Grunsfeld, administrador associado da NASA para a ciência em Washington. “Talvez alguns exploradores do espaço profundo no futuro encontrarão com a Voyager, nossa primeira sonda interestelar, e refletir como essa intrépida sonda ajudou a tornar possível essa jornada”.

Os cientistas não sabem quando a Voyager 1 alcançará a parte sem perturbação do espaço interestelar, onde não existe mais nenhuma influência do Sol. Eles também não têm certeza de quando a Voyager 2 é esperada para cruzar em direção ao espaço interestelar, mas eles acreditam que ela não está muito longe disso.

O JPL construiu e opera as sondas Voyagers. A Voyagers Interstellar Mission é parte do Heliophysics System Observatory da NASA, patrocinado pela Heliophysics Division do Science Mission Directorate da NASA em Washington. A Deep Space Network da NASA, gerenciada pelo JPL é uma rede internacional de antenas que suportam as missões das sondas interplanetárias e as observações de rádio e de astronomia de radar para a exploração do Sistema Solar e do universo. A rede também suporta missões selecionadas que orbitam a Terra.

O custo das missões Voyager 1 e Voyager 2 – incluindo o lançamento, as operações de missão e as baterias nucleares, que foram fornecidas pelo Departamento de Energia – é de cerca de 988 milhões de dólares.
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Fonte
Nota oficial da NASA (em inglês)
Página da NASA oficial da Voyager 1 (em inglês)
Página da NASA sobre o Sistema Solar (em inglês)
CBC (em inglês)
Cienctec
Scientific American Brasil
Scientific American (em inglês)
Nature (em inglês)
New Scientist (em inglês)
National Geographic (em inglês)
Artigo no AstroPT com alguns do 'alarmes falsos'
Twitter oficial da missão (em inglês)