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Detectada presença de 60Fe em raios cósmicos galácticos

Fig01: Missão Espacial ACE.

A missão espacial ACE (Advanced Composition Explorer) foi projecta pela NASA para observar o Sol. Desde final de agosto de 1997, o ACE está a desenvolver este estudo. Com os dados colectados pelo ACE, os astrónomos concluíram que a maioria dos raios cósmicos detetados, cá na em nosso planeta, foram criados há pouco tempo em enxames estelares vizinhos. Neste sentido, o ACE está a determinar a localização da fonte dos raios cósmicos que chegam até a Terra.

O tempo em que os raios cósmicos foram criados é determinante para a localização da distância da fonte dos mesmos até nós. Por exemplo: os raios cósmicos criados há muito tempo atrás estão associados às grandes distâncias. Ao passo que, os raios cósmicos criados recentemente estão associados às curtas distâncias.

Podemos dizer que raios cósmicos são núcleos atómicos muito velozes (com velocidades altíssimas) e apresentam energias muito variadas. Os raios cósmicos mais poderosos viajam com velocidade próxima à da luz. No caso de nosso planeta, tanto a atmosfera quanto o campo magnético terrestre são encarregados de nos proteger dos raios cósmicos menos energéticos.

Fig02: Campo magnético terrestre.
Fig02: Campo magnético terrestre.

Por motivos óbvios, os raios cósmicos representam um grande risco para astronautas (sem proteção) que viajam além do campo magnético terrestre. Haja vista que os raios cósmicos, neste caso, se comportariam como “balas microscópicas” podendo danificar estruturas e quebrar moléculas em células vivas. Dentro deste assunto, a viagem até Marte corre grande risco. Cabendo à NASA a tarefa de minimizar os efeitos da radiação cósmica que actuará sobre os astronautas.

Para nossa felicidade, a maioria dos raios cósmicos produzidos no interior do Sistema Solar é de baixa energia (se comparados àqueles formados fora do Sistema Solar). E de onde eles surgem? Do Sol, através de proeminências e ejecções de massa coronal. Eis o motivo pelo qual o NEPA/UEA/CNPq está a estudar o Sol. Porém, não se iludam, raios cósmicos são produzidos na grande maioria dos casos por eventos violentos no espaço, como por exemplo: quando buracos escuros ingerem matéria no centro de outras galáxias e liberam raios cósmicos para o espaço. [Você notou que a frase: “nada escapa do buraco escuro”, nem sempre está correcta?].

Quando os raios cósmicos são produzidos fora do Sistema Solar – mas ainda dentro da Via Láctea – denomina-se a eles de “raios cósmicos galácticos”. Estes por sua vez são formados por  ondas de choque  da explosão de estrelas, eventos que  denominamos “supernovas”.

Fig03: Ondas de choque de supernova.
Fig03: Ondas de choque de supernova.

No caso do ACE, além de captar os raios cósmicos solares, ele conseguiu também detetar os raios cósmicos galácticos. Os quais possibilitaram com que os astrónomos fizessem a estimativa da idade dos raios cósmicos e a distância na qual a fonte dos mesmos encontra-se da Terra. O detalhe é que os raios cósmicos galácticos detetados pelo ACE apresentaram uma forma radioactiva de ferro denominada Ferro-60 (60Fe). E por qual razão essa informação seria importante? Acontece que este ferro é produzido no interior de estrelas massivas que liberam este material para o espaço através de ondas de choque da supernova. Essa liberação de 60Fe se dá quando  essas estrelas explodem. Os astrónomos acreditam que vestígios de 60Fe nos detritos da estrela destruída  são acelerados para velocidades de raios cósmicos quando outra estrela massiva no enxame  das proximidades  explode e a sua  onda de choque colide com os restos  da explosão estelar anterior. Assim, os raios cósmicos galácticos de 60Fe viajam pelo espaço com  velocidade, cujo módulo é   aproximadamente  metade da  velocidade da luz, ou seja,  algo em torno dos 145 mil km/s. Embora pareçam rápidos, não  são. De facto, os raios cósmicos de 60Fe fazem viagens curtas. Isso pode ser entendido a levar em conta os seguintes aspectos: primeiramente esse tipo de raios cósmicos não consegue viajar em linha recta porque são electricamente carregados, portanto, sensíveis às forças magnéticas. E em segundo lugar, o 60Fe é radioactivo  e em um período de  2,6 milhões de anos, quase a metade do 60Fe já teria  decaído    para outros elementos tais como Cobalto-60 e, em seguida,  em Níquel-60. Desta maneira se os raios cósmicos de 60Fe foram  criados há centenas de milhões de anos, logo,  muito pouco  sobraria para o ACE detetar. Até o momento, a deteção de 60Fe em raios cósmicos  somente  confirma a   hipótese na qual afirma que houve mais de uma supernova na vizinhança de Via Láctea.

O trabalho de deteção de  60Fe é árduo, em quase 20 anos  de observação o ACE  detetou  algo da ordem de 300 mil raios  cósmicos galácticos de ferro comum, contra apenas  menos de duas dezenas   de 60Fe radioactivo.

Há mais de 20 enxames com estrelas massivas distantes de nós até alguns milhares de anos-luz. Dentre aquelas se destaca: A Associação Ecorpião-Centauro – contituída por três subgrupos, a saber: Escorpião Superior com 83 estrelas, Centauro-Lobo com 134 estrelas e Centauro Inferior-Cruzeiro com 97 estrelas. Os astrónomos acreditam que estes sejam os grandes responsáveis pelos 60Fe detetados.

Por fim, a título de ilustração, o ACE que fora lançado precisamente no dia 25 de agosto de 1997, avançou até a marca dos 1.450 mil km de distância da Terra. Lá ele fica a detetar radiação espacial de tempestades solares, da galáxia e, como dissemos acima, os raios cósmicos galácticos.

Fig04: Associação Escorpião-Centauro.
Fig04: Associação Escorpião-Centauro.

Dr. Nélio Sasaki – Doutor em Astrofísica, Líder do NEPA, Membro da AIU, Membro da ST/Brasil, Membro do PLOAD/Brasil, Membro da SAB, Membro da ABP, Membro da SBPC, Membro da SBF, Revisor da Revista Areté, Revisor da Revista Eletrônica IODA, Revisor ad hoc do PCE/FAPEAM, Coordenador do Planetário Digital de Parintins, Coordenador do Planetário Digital de Manaus, Professor Adjunto da Universidade do Estado do Amazonas (UEA).

 

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