A Voyager 1 — o objeto de fabricação humana mais distante do nosso planeta — fez outra descoberta notável relacionada ao espaço interestelar.
É estável, persistente e de longa duração: um zumbido de baixa frequência que se espalha a aproximadamente 3 kHz. Isso é uma evidência de plasma, matéria tão quente que os elétrons foram arrancados de seus átomos, resultando em um gás ionizado. Por si só, a detecção de plasma é insignificante. Afinal, é uma das formas mais abundantes de matéria visível no universo. O que é significativo, entretanto, é onde esse plasma foi detectado: na região conhecida como meio interestelar médio (VLISM).
Ainda mais significativo é que a Voyager 1, da Nasa, conseguiu detectar vibrações fracas de plasma nesta região remota do espaço. Anteriormente, a sonda detectava fortes perturbações no plasma, conhecidas como eventos de oscilação do plasma, desencadeadas por ejeções de massa coronal do sol. Em outras palavras, a Voyager 1 registrou os níveis de fundo natural, ou ambiente, de plasma que existem no espaço profundo, e sem a influência do Sol. Os detalhes desta descoberta foram publicados hoje na Nature Communications.
Lançada em setembro de 1977, a Voyager 1 está agora a mais de 22,7 bilhões de km da Terra, tornando-a o objeto de fabricação humana mais distante (a Voyager 2, sua sonda irmã, está a 19 bilhões de km de distância). A Voyager 1 está agora fora da heliopausa, uma área entre o plasma solar quente e o meio interestelar mais frio nos confins do sistema solar. A sonda, viajando a 61 mil km/h, está agora se aventurando pelo espaço interestelar, uma região caracterizada por densidades de matéria excepcionalmente baixas.
Ao contrário de sua irmã, a Voyager 1 pode medir as vibrações do plasma no meio interestelar, graças ao seu Sistema de Ondas de Plasma a bordo.
“Essas vibrações ocorrem em uma frequência muito específica, chamada de frequência de plasma, que está diretamente relacionada à densidade do plasma que a Voyager está passando”, explicou Stella Ocker, doutoranda na Cornell University e principal autora do novo estudo, em um e-mail. “Medindo como a frequência do plasma muda ao longo do tempo, podemos construir um mapa de como o plasma é distribuído ao longo da trajetória da Voyager e aprender mais sobre os processos que determinam como esse plasma se comporta e interage com partículas e campos magnéticos no meio interestelar.”
Desde 2012, a Voyager 1 detectou oito eventos distintos de oscilação de plasma, que variaram em duração de alguns dias a um ano inteiro. Esses eventos são causados por instabilidades nos elétrons de ondas de choque produzidas pelo Sol.
A partir de 2017, no entanto, a Voyager 1 começou a detectar uma assinatura de plasma fraca, mas estável e persistente, fora desses eventos energéticos. Chamado de “emissão de onda de plasma”, o sinal recém-detectado é mais estreito do que os eventos de oscilação de plasma, mantendo-se estável em cerca de 3 kHz, e uma largura de banda restrita a 40 Hz. Além do mais, o sinal persistiu por quase três anos, o que “corresponde a uma distância percorrida pela espaçonave de cerca de 10 ua”, que é quase 1,5 bilhão de km, de acordo com o artigo. A emissão da onda de plasma, com sua largura de banda estreita, baixa amplitude e persistência de vários anos, “parece ser distinta dos eventos de oscilação de plasma gerados por choque”, como os astrônomos escreveram no estudo.
O que foi inesperado foi a Voyager 1 ser capaz de detectar este zumbido de baixa frequência.
“O sinal dessas vibrações está se escondendo logo acima do limite de ruído do instrumento Voyager 1 Plasma Wave System, então, quando analisamos inicialmente os dados, não esperávamos encontrar algo parecido”, disse Ocker. “Essa detecção realmente leva a Voyager 1 ao limite do que ela pode fazer.”
O sinal pode ser fraco, mas é mais forte do que os cientistas pensavam anteriormente. Esse é um resultado empolgante, como Ocker explicou. “Encontramos essas vibrações fracas mesmo quando não há ejeções de massa coronal do Sol, o que significa que agora somos capazes de medir a frequência dessas vibrações e, portanto, a densidade do plasma, sempre que quisermos”, disse ela.
Ao amostrar diretamente as propriedades do meio interestelar, os astrônomos podem “aprender muito sobre como nossa heliosfera se forma e é moldada pelo meio interestelar e quais implicações isso tem para as condições dentro da heliosfera”, acrescentou Ocker.
Além do mais, as medições da densidade do plasma ao longo do caminho da Voyager podem render novos dados sobre o ambiente estelar do sistema solar. “O sistema solar está na verdade se movendo através do meio interestelar, e a Voyager 1 está viajando em uma direção semelhante à do Sol, então, de certa forma, a Voyager 1 está explorando as condições do meio interestelar à nossa frente”, disse Ocker.
A nova pesquisa agora levanta algumas questões importantes, como a fonte física dessas emissões de plasma extremamente fracas e constantes e por que a equipe só foi capaz de detectar essas vibrações a partir de 2017. A missão da Voyager 1 deve durar vários anos mais, o que certamente ajudará. Dito isso, Ocker espera uma futura missão interestelar, uma que “seria capaz de medir continuamente a densidade do espaço com uma precisão ainda maior do que a Voyager”.
Felizmente, esse projeto já está em andamento. É incrível dizer isso, mas nossa espécie agora tem uma presença no reino interestelar.