O mistério da estranha luz zodiacal foi finalmente resolvido (e Marte pode ser o culpado)

No céu noturno, antes do amanhecer ou após o anoitecer, é possível ver uma ténue coluna de luz a estender-se no horizonte. Esse brilho é a luz zodiacal. Agora, os astrónomos acreditam ter descoberto o que provoca esta fenómeno.

A luz zodiacal é a luz do sol refletida em direção à Terra por uma nuvem de minúsculas partículas de poeira que orbitam o Sol. Os astrónomos pensavam há muito tempo que a poeira era trazida para o interior do Sistema Solar por algumas famílias de asteróides e cometas.

No entanto, agora, uma equipas de cientistas da Missão Juno, da NASA, acreditam ter descoberto o verdadeiro culpado: Marte.

Um instrumento a bordo da Juno detetou acidentalmente partículas de poeira a chocarem contra a nave durante a sua jornada da Terra a Júpiter. “Nunca pensei que estaríamos à procura de poeira interplanetária”, disse John Leif Jørgensen, professor da Universidade Técnica da Dinamarca, em comunicado.

O investigador projetou os rastreadores de quatro estrelas que fazem parte da investigação do magnetómetro de Juno. Essas câmaras tiram fotografias do céu a cada quarto de segundo para determinar a orientação de Juno no Espaço, reconhecendo padrões de estrelas nas suas imagens.

Jørgensen esperava que as câmaras avistassem um asteróide desconhecido. Então, programou uma câmara para relatar coisas que apareceram em várias imagens consecutivas, mas que não estavam no catálogo de objetos celestes conhecidos.

O astrónomo não esperava ver muito: quase todos os objetos no céu são contabilizados no catálogo de estrelas. Porém, quando a câmara começou a transmitir milhares de imagens de objetos não identificáveis, a equipa ficou perplexa.

Só quando calcularam o tamanho aparente e a velocidade dos objetos nas imagens é que os astrónomos se aperceberam dos os grãos de poeira que chocavam contra Juno a cerca de 16 mil quilómetros por hora, lascando pedaços submilimétricos da nave espacial.

“Mesmo que estejamos a falar sobre objetos com apenas uma pequena quantidade de massa, têm um impacto terrível”, disse Jack Connerney, responsável de investigação do magnetómetro de Juno e investigador principal adjunto da missão. “Cada fragmento que rastreámos regista o impacto de uma partícula de poeira interplanetária, permitindo-nos compilar uma distribuição de poeira ao longo do caminho de Juno”.

Segundo Connerney e Jørgensen, a maioria dos impactos de poeira foram registados entre a Terra e o cinturão de asteróides, com lacunas na distribuição relacionadas com a influência da gravidade de Júpiter.

Esta foi uma revelação radical para os cientistas que, até agora, não conseguiam medir a distribuição dessas partículas de poeira no Espaço. Os detetores de poeira têm áreas de recolha limitadas e, portanto, sensibilidade limitada a uma população esparsa de poeira.

Os astrónomos determinaram que a nuvem de poeira termina na Terra porque a gravidade da Terra suga toda a poeira que chega perto dela. “Esta é a poeira que vemos como luz zodiacal”, disse Jørgensen.

Já a borda externa, a cerca de duas unidades astronómicas (UA) do Sol, termina além de Marte. A influência da gravidade de Júpiter atua como uma barreira, evitando que as partículas de poeira atravessem do Sistema Solar interno para o Espaço profundo. Este mesmo fenômeno, conhecido como ressonância orbital, também funciona no sentido inverso, bloqueando a poeira do Espaço profundo de passar para o Sistema Solar interno.

A profunda influência da barreira gravitacional indica que as partículas de poeira estão numa órbita quase circular ao redor do Sol. “O único objeto que conhecemos numa órbita quase circular em torno de 2 UA é Marte, por isso o pensamento natural é que Marte é uma fonte dessa poeira”, disse Jørgensen.

Os astrónomos desenvolveram um modelo de computador para prever a luz refletida pela nuvem de poeira, dispersa pela interação gravitacional com Júpiter, que espalha a poeira num disco mais espesso. A dispersão depende apenas de duas quantidades: a inclinação da poeira para a eclíptica e a sua excentricidade orbital.

Quando ligaram os elementos orbitais de Marte, a distribuição previu com precisão o marcador revelador da variação da luz zodiacal perto da eclíptica. “Isto é, na minha opinião, uma confirmação de que sabemos exatamente como essas partículas estão a orbitar no nosso Sistema Solar e onde se originaram”, concluiu Connerney.

Embora haja agora evidências de que Marte, o planeta mais empoeirado conhecido, é a fonte da luz zodiacal, Jørgensen e os seus colegas ainda não conseguiram explicar a forma como a poeira pode ter escapado das garras da gravidade marciana.

Enquanto isso, encontrar a verdadeira distribuição e densidade das partículas de poeira no Sistema Solar ajudará os engenheiros a projetar materiais para as naves que poderão suportar melhor os impactos da poeira e a orientar o projeto de trajetórias de voo para futuras naves, a fim de evitar a maior concentração de partículas.

Este estudo foi publicado este mês na revista científica Journal of Geophysical Research: Planets.

Maria Campos, ZAP //

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