Crédito de imagem: NASA
Os astrônomos acreditam que o Sol cria e destrói a antimatéria como parte de seu processo natural de reação de fusão, mas novas observações da sonda espacial Imager Espectroscópico Solar Reuven Ramaty de Alta Energia da NASA (RHESSI) trouxeram novas idéias para o processo. A antimatéria é formada em explosões solares quando partículas em movimento rápido aceleradas pela explosão são esmagadas em partículas de movimento mais lento na atmosfera do Sol (antimatéria suficiente é criada em apenas uma explosão para alimentar os Estados Unidos por dois anos). Surpreendentemente, a antimatéria não é destruída imediatamente; em vez disso, é transportado pelo sinalizador para outra região do Sol antes de ser destruído.
A melhor visão de como uma explosão solar se torna uma fábrica de antimatéria deu informações inesperadas sobre o funcionamento das tremendas explosões. A observação pode perturbar teorias sobre como as explosões, chamadas explosões solares, criam e destroem a antimatéria. Também deu detalhes surpreendentes sobre como eles explodem partículas subatômicas quase à velocidade da luz.
As explosões solares estão entre as explosões mais poderosas do sistema solar; o maior pode liberar tanta energia quanto um bilhão de bombas nucleares de um megaton. Uma equipe de pesquisadores usou a espaçonave Reuven Ramaty Imager espectroscópico solar de alta energia (RHESSI) da NASA para tirar fotos de uma erupção solar em 23 de julho de 2002, usando os raios X de alta energia e a radiação gama.
"Estamos tirando fotos de erupções em uma cor totalmente nova, invisível ao olho humano, por isso esperamos surpresas e a RHESSI já nos deu algumas", disse o Dr. Robert Lin, membro do corpo docente do Departamento de Física da Universidade da Califórnia, Berkeley, que é o pesquisador principal da RHESSI.
Raios gama e raios X são as formas mais energéticas de luz, com uma partícula de luz gama no topo da escala transportando milhões a bilhões de vezes mais energia do que uma partícula de luz visível. Os resultados fazem parte de uma série de artigos sobre a observação RHESSI a serem publicados no Astrophysical Journal Letters 1 de outubro.
A Antimatéria aniquila a matéria normal em uma explosão de energia, inspirando escritores de ficção científica a usá-la como uma fonte extremamente poderosa para impulsionar naves estelares. A tecnologia atual cria apenas pequenas quantidades, geralmente em máquinas de quilômetros de comprimento empregadas para esmagar átomos, mas os cientistas descobriram que o surto de julho de 2002 criou um meio quilo de antimatéria, suficiente para abastecer os Estados Unidos por dois dias. De acordo com as imagens e dados do RHESSI, essa antimatéria não foi destruída quando esperado.
A antimatéria é freqüentemente chamada de "imagem invertida" da matéria comum, porque para todo tipo de partícula de matéria comum, pode ser criada uma partícula de antimatéria idêntica, exceto por uma carga elétrica oposta ou outras propriedades fundamentais.
A antimatéria é rara no universo atual. No entanto, ele pode ser criado em colisões de alta velocidade entre partículas da matéria comum, quando parte da energia da colisão entra na produção de antimatéria. A antimatéria é criada em erupções quando as partículas em movimento rápido aceleradas durante a explosão colidem com partículas mais lentas na atmosfera do Sol.
Segundo a teoria do alargamento, essas colisões ocorrem em regiões relativamente densas da atmosfera solar, porque muitas colisões são necessárias para produzir quantidades significativas de antimatéria. Os cientistas esperavam que a antimatéria fosse aniquilada perto dos mesmos lugares, já que existem muitas partículas de matéria comum para serem encontradas. "A antimatéria não deve ir muito longe", disse o Dr. Gerald Share, do Naval Research Laboratory, Washington, D.C., principal autor de um artigo sobre as observações da RHESSI sobre a destruição da antimatéria no surto de 23 de julho.
No entanto, em uma versão cósmica do jogo de shell, parece que esse surto pode ter embaralhado a antimatéria, produzindo-a em um local e destruindo-o em outro. RHESSI permitiu a análise mais detalhada até à data dos raios gama emitidos quando a antimatéria aniquila a matéria comum na atmosfera solar. A análise indica que a antimatéria do flare pode ter sido destruída em regiões onde altas temperaturas tornavam a densidade de partículas 1.000 vezes menor do que onde a antimatéria deveria ter sido criada.
Como alternativa, talvez não exista nenhum "jogo de concha", e os foguetes são capazes de criar quantidades significativas de antimatéria em regiões menos densas, ou os foguetes de alguma forma podem manter regiões densas, apesar das altas temperaturas, ou a antimatéria foi criada "no executar ”em alta velocidade, e a criação em alta velocidade deu a aparência de uma região de alta temperatura, de acordo com a equipe.
As explosões solares também são capazes de explodir partículas eletricamente carregadas na atmosfera do Sol (elétrons e íons) quase à velocidade da luz (cerca de 300 mil quilômetros por segundo ou 300.000 km / s). A nova observação RHESSI revelou que as explosões solares classificam de alguma forma as partículas, seja por suas massas ou por sua carga elétrica, à medida que as impulsionam a velocidades ultra-altas.
"Essa descoberta é uma revolução em nossa compreensão das explosões solares", disse o Dr. Gordon Hurford, da Universidade da Califórnia, Berkeley, que é o principal autor de um dos quinze artigos sobre essa pesquisa.
A atmosfera solar é um gás de partículas eletricamente carregadas (elétrons e íons). Como essas partículas sentem forças magnéticas, elas são forçadas a fluir ao longo de campos magnéticos que permeiam a atmosfera do Sol. Acredita-se que as explosões solares aconteçam quando os campos magnéticos na atmosfera do Sol se distorcem e de repente se ajustam a uma nova configuração, como um elástico quebrando quando sobrecarregado. Isso é chamado de reconexão magnética.
Anteriormente, os cientistas acreditavam que as partículas na atmosfera solar eram aceleradas quando eram arrastadas junto com o campo magnético, quando este se transformava em uma nova forma, como uma pedra em um estilingue. No entanto, se fosse assim tão simples, todas as partículas seriam atiradas na mesma direção. As novas observações da RHESSI mostram que não é assim; partículas mais pesadas (íons) acabam em um local diferente das partículas mais leves (elétrons).
"O resultado é tão surpreendente quanto os garimpeiros explodindo um penhasco e descobrindo que a explosão jogou toda a sujeira em uma direção e todo o ouro em outra direção", disse o Dr. Craig DeForest, pesquisador solar do South West Research Inst. Boulder, Colorado.
Os meios pelos quais os flares classificam as partículas por massa são desconhecidos; existem muitos mecanismos possíveis, de acordo com a equipe. Alternativamente, as partículas podem ser classificadas por sua carga elétrica, uma vez que os íons são carregados positivamente e os elétrons carregados negativamente. Se assim for, um campo elétrico teria que ser gerado no flare, uma vez que as partículas se movem em diferentes direções em um campo elétrico de acordo com a carga. Nos dois casos, a reconexão magnética ainda fornece energia, mas o processo de aceleração é mais complexo.
A pista que levou os cientistas a esse comportamento surpreendente foi a observação RHESSI de que os raios gama do surto de 23 de julho não foram emitidos nos mesmos locais que emitiram os raios-X, como prevê a teoria. De acordo com as teorias do surto solar, elétrons e íons são acelerados a altas velocidades durante o surto e correm pelas estruturas magnéticas em forma de arco. Os elétrons colidem com a atmosfera solar mais densa perto dos dois pontos dos pés dos arcos, emitindo raios-X quando encontram lá prótons eletricamente carregados que os desviam. Os raios gama devem ser emitidos nos mesmos locais quando os íons de alta velocidade também colidirem com essas regiões.
Enquanto RHESSI observou duas regiões emissoras de raios-X nos pontos de apoio, como esperado, ele detectou apenas um brilho difuso de raios-gama centralizado em um local diferente, a cerca de 15.000 quilômetros ao sul dos locais de raios-x.
"Cada nova descoberta mostra que estamos apenas começando a entender o que acontece nessas explosões gigantescas", disse Brian Dennis, do Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA, Greenbelt, Maryland, que é o cientista de missão da RHESSI. O RHESSI foi lançado em 5 de fevereiro de 2002, com a Universidade da Califórnia, Berkeley, responsável pela maioria dos aspectos da missão, e a NASA Goddard, responsável pelo gerenciamento do programa e supervisão técnica.
Fonte: Divulgação da NASA
