Como é o gigantesco 'túnel magnético' que envolve o sistema solar, segundo pesquisadores

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Galáxias, como vários planetas, também possuem um campo magnético. Essa descoberta pode nos ajudar a entender melhor como essas regiões do espaço funcionam.
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Por BBC
20/04/2022 12h12 Atualizado há 5 dias
Postado em 26 de abril de 2022 às 10h25m

Post.- N.\ 10.300

A Via Láctea, nossa galáxia — Foto: NASA/JPL-CALTECH/R. HURT (SSC/CALTECH)

Nosso sistema solar está envolto em um gigantesco "túnel magnético" que liga duas vastas regiões de nossa galáxia que pareciam estar desconectadas.

Essa é a conclusão de um estudo recente na área dos campos magnéticos do cosmos, uma característica do nosso universo sobre a qual ainda existem muitas perguntas sem resposta.

Essa descoberta de uma equipe da Universidade de Toronto (Canadá) pode ser útil para entender melhor como os campos magnéticos do universo funcionam e como eles afetam o comportamento e a evolução das galáxias.

"Este modelo tem implicações para o desenvolvimento de um modelo holístico de campos magnéticos em galáxias", escrevem os autores do estudo.

O que foi descoberto e como isso pode ajudar a melhorar nossa compreensão do universo?

Campos conectados

A investigação foi focada em duas estruturas gigantescas da nossa Via Láctea conhecidas como "Esporão Polar Norte" (NPS, na sigla em inglês) e "Região do Ventilador" (Fan).

O Esporão Polar Norte é uma enorme faixa de gás quente que emite raios-X e ondas de rádio.

Por sua vez, a Região do Ventilador é uma área altamente polarizada, cujo campo elétrico se abre no formato de um ventilador. Ambas as regiões são visíveis através de radiotelescópios e, da Terra, estão localizadas em lados opostos do espaço.

As linhas verdes ilustram como os filamentos magnéticos formam uma estrutura de túnel. — Foto: DUNLAP INSTITUTE FOR ASTRONOMY & ASTROPHYSICS

Até agora, essas duas estruturas foram estudadas individualmente, mas o trabalho da Universidade de Toronto mostra pela primeira vez que elas estão conectadas por um "túnel" dentro do qual nosso sistema solar está localizado.

"Os campos magnéticos não existem isoladamente", diz Jennifer West, pesquisadora em magnetismo de galáxias no Instituto Dunlap de Astronomia e Física da Universidade de Toronto e principal autora do estudo.

"Todos eles precisam se conectar uns aos outros. Portanto, o próximo passo é entender melhor como esse campo magnético local se conecta tanto ao campo magnético galáctico de maior escala quanto aos campos magnéticos de menor escala do nosso Sol e da Terra."

Esta imagem mostra a região da Via Láctea onde está nosso Sistema Solar. As linhas laranja mostram o túnel formado pela Região do Ventilador (Fan) e o Esporão Polar Norte (NPS). O ponto vermelho representa o Sol. — Foto: DUNLAP INSTITUTE FOR ASTRONOMY & ASTROPHYSICS

O campo magnético das galáxias

Toda galáxia tem um campo magnético natural, mas ele é fraco, explica Christopher S. Bair, professor de física da West Texas A&M University.

"O campo magnético da nossa galáxia é cerca de cem vezes mais fraco do que o campo magnético da Terra", escreveu Bair no blog Science Questions With Surprising Answers.

O campo magnético de uma galáxia é criado de forma semelhante ao campo magnético da Terra: através do efeito dínamo.

A rotação da galáxia faz com que o gás interestelar cheio de partículas carregadas se mova. Desta forma, a energia cinética das partículas em movimento cria um campo magnético.

Esse campo magnético, por sua vez, atua sobre as partículas carregadas, amplificando assim o campo magnético.

O campo magnético da Terra é 100 vezes mais forte que o da Via Láctea — Foto: Nasa

Filamentos

Para descobrir esse "túnel", West e seus colegas fizeram simulações de como seria o espaço da Terra se as ondas de rádio do Esporão Polar Norte e da Região do Ventilador estivessem emitindo luz.

Dessa forma, eles perceberam que ambas as regiões estão conectadas por estruturas de filamentos magnéticos.

"Se pudéssemos ver a luz do rádio (ondas), veríamos esse material brilhante se estendendo pelo céu em várias direções diferentes", disse West.

West refere-se a um sistema complexo de partículas carregadas e filamentos magnéticos que formam uma espécie de túnel que envolve o sistema solar e algumas estrelas externas.

De acordo com os cálculos de West, esse túnel teria cerca de mil anos-luz de comprimento.

É assim que nossa galáxia é vista em ondas de rádio — Foto: HASLAM ET AL. (1982) COM ANOTAÇÕES DE J. WEST.

Dentro do túnel

Segundo os autores da pesquisa, suas descobertas podem servir para entender melhor outras estruturas de filamentos que estão sendo cada vez mais observadas por radiotelescópios modernos.

"Ainda não entendemos completamente a origem e a evolução dos campos magnéticos regulares nas galáxias e como esses campos são mantidos", escrevem eles em seu estudo.

"Imagine que estamos sentados dentro de um túnel... e o resto da galáxia está fora desse túnel, e o resto do universo está fora desse túnel. Mas nós estaríamos dentro", disse West.

"Como estamos dentro dele, temos que olhar através dele o tempo todo. Acho que é um primeiro passo muito importante para entender o universo de forma mais ampla."

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Grande Inconformidade: o período de até 1 bilhão de anos sem registros geológicos na Terra

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A história do nosso planeta está escrita em um livro cujas páginas são feitas de rochas. O que acontece quando uma boa parte dessas páginas é arrancada?
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Por BBC
25/04/2022 13h50 Atualizado há um dia
Postado em 26 de abril de 2022 às 12h45m

Post.- N.\ 10.301

História do nosso planeta está escrita em um livro cujas páginas são feitas de rochas. Mas, o que acontece quando uma boa parte dessas páginas é arrancada? — Foto: Getty Images via BBC

As rochas na superfície da Terra são como um livro que conta toda a história do nosso planeta.

Cada uma das camadas de solo que compõem montanhas, cânions, falésias e outras formas de relevo são como páginas que contêm informações sobre quando e como a paisagem que vemos hoje foi formada.

• Como é o gigantesco 'túnel magnético' que envolve o sistema solar, segundo pesquisadores
• O que é a biologia quântica, ramo da ciência que pode revelar por que estamos vivos

As rochas mais próximas da crosta terrestre são as primeiras páginas do livro, aquelas que contam o início da história.A partir daí, à medida que mais camadas se sobrepõem, aprendemos com os tempos mais recentes do nosso planeta.

Mas e se faltassem páginas neste livro? Como podemos entender uma história se não podemos ler todos os capítulos?

Camadas de rocha são como páginas de um livro, repletas de informações — Foto: Getty Images via BBC

Isso é exatamente o que acontece com o registro geológico da Terra.

Entre as camadas rochosas mais antigas e as mais recentes, há uma lacuna enorme, muitas páginas faltando.

Essa lacuna, da qual não temos informações, equivale a um período que em algumas partes do mundo corresponde a 1 bilhão de anos, segundo a União Geofísica dos Estados Unidos (AGU, na sigla em inglês).

Esse imenso vazio é conhecido como Grande Inconformidade e é um dos maiores enigmas da geologia.

"Um bilhão de anos é quase um quarto da história da Terra, é muita informação perdida, muito tempo perdido", diz a geóloga Barra Peak, doutoranda em Ciências Geológicas pela Universidade do Colorado Boulder e especialista na Grande Inconformidade, à BBC News Mundo, o serviço de notícias em espanhol da BBC.

Em um artigo de 2020, um grupo de pesquisadores daquela universidade descreveu a Grande Inconformidade como "amnésia geológica".

A que se deve a Grande Inconformidade, que pistas existem sobre esse tempo perdido e por que é importante resolver o mistério?

'Um bilhão de anos é quase um quarto da história da Terra, é muita informação perdida, muito tempo perdido', diz a geóloga Barra Peak — Foto: Barra Peak/Arquivo Pessoal

Camadas sobre camadas

Na geologia, a passagem do tempo é registrada nas camadas de rocha e sedimento que se depositam umas sobre as outras. As camadas inferiores são as mais antigas e as que se acumulam no topo são cada vez mais recentes.

O tipo de rocha e a localização de cada camada fornecem aos pesquisadores informações sobre como e quando essa região do solo se formou.

O estudo dessas camadas é chamado de estratigrafia e ajuda a saber como era a Terra na época em que essa camada foi formada.

Grand Canyon é um dos lugares onde a Grande Inconformidade é evidente — Foto: Berra Peak

Um dos lugares mais famosos onde essas camadas podem ser claramente identificadas é o Grand Canyon no Arizona, Estados Unidos.

Cada linha horizontal mostra onde, quando e como as rochas que compõem essa camada foram depositadas.

E foi no Grand Canyon, nos Estados Unidos, que a Grande Inconformidade foi identificada pela primeira vez.

O geólogo John Wesley Powell, em 1869, foi quem primeiro notou que havia um pedaço de tempo que não estava escrito naquele livro de pedras.

Uma lacuna no solo

"Inconformidades" nas camadas do solo ocorrem quando rochas ou sedimentos erodem e o tempo passa antes que uma nova camada seja produzida, segundo o Serviço Geológico dos Estados Unidos (USGS, na sigla em inglês).

Após esse período, em algum momento, uma nova camada de rochas se formará na superfície erodida, mas será impossível preencher essa lacuna durante a qual nenhum sedimento foi acumulado.

Isso explica por que em várias partes do mundo podemos ver camadas de rocha muito antigas em cima de camadas de rocha muito jovens, sem uma camada de rocha de meia-idade entre elas.

Imagem mostra a Grande Inconformidade no Grand Canyon. As linhas azuis mostram as camadas rochosas mais antigas. As linhas amarelas mostram as rochas mais recentes. A linha vermelha mostra onde faltam as camadas rochosas que ligariam a sequência temporal entre as camadas superior e inferior. — Foto: USGS

Ao descobrir a idade das pedras mais antigas e mais novas, os pesquisadores deduzem o período de tempo para o qual não têm registro.

E onde estão aquelas rochas perdidas?

Em alguns lugares, explica Peak, as camadas estão faltando porque as rochas foram destruídas pela água ou pela erosão, transformando-as em areia que acabou sendo depositada, por exemplo, em oceanos antigos.

Mas, em outros lugares, não está claro se a camada chegou a existir em algum momento.

"Pode ser que naqueles lugares nunca tenha se depositado areia ou argila que mais tarde se transformou em rocha, que não estivesse realmente acontecendo nada naquela paisagem, como se ela estivesse simplesmente ali parada há muito tempo", diz a geóloga.

A que se deve a Grande Inconformidade?

A resposta é que ninguém sabe.

Peak, no entanto, diz que há pelo menos quatro hipóteses principais que tentam explicar essa era perdida.

A primeira tem a ver com a formação de um antigo supercontinente chamado Rodínia, que se formou entre 1 bilhão e 800 milhões de anos atrás.

Isso foi antes da formação do famoso supercontinente Pangeia.

Quando Rodínia estava sendo formada, devido aos movimentos tectônicos, um grande número de rochas foi exposto às condições atmosféricas, o que poderia favorecer a destruição do novo material rochoso que estava se formando.

Esta é a aparência da Terra há 600 milhões de anos — Foto: Getty Images via BBC

"Quando as rochas são novas, elas são muito suscetíveis aos processos que as destroem", diz Peak.

A segunda refere-se a um processo muito semelhante: a formação de outro supercontinente chamado Panótia, há cerca de 580 milhões de anos.

Uma terceira explicação possível também tem a ver com Rodínia, mas não com a formação desse supercontinente e sim com sua fragmentação, que ocorreu há cerca de 750 milhões de anos.

Nesse processo de separação das massas de terra, também fica exposto muito material que os geólogos chamam de "rocha fresca", que é facilmente vulnerável à erosão.

A Hipótese do Clima

E Peak menciona um quarto possível motivo, que não tem mais a ver com supercontinentes, mas com as mudanças climáticas ao longo da história do planeta.

A geóloga explica haver evidências de que durante um período dentro do que corresponde à chamada iconformidade houve uma fase de resfriamento da Terra, há cerca de 700 milhões de anos.

Nesse período, é provável que quase todo o planeta estivesse coberto por geleiras.

Assim, a hipótese é que esse gelo tenha removido o que eram então as camadas mais externas.

"Se todo o globo estiver coberto de gelo, não há muito material sendo depositado para formar novas rochas", diz Peak.

Sem resposta

Para cada uma dessas hipóteses, existem estudos que as reforçam ou tentam refutá-las.

Segundo Peak, porém, o fato é que por enquanto não há uma única resposta que explique a Grande Inconformidade.

"Talvez não exista uma resposta única e simples que explique o fenômeno a nível global", diz a especialista.

"Pode não ser apenas devido à formação dos continentes ou clima, mas características regionais que controlam a erosão das rochas", diz. "Globalmente, não podemos dizer que há uma causa única."

Parque Natural Ilha Maria, na Austrália — Foto: Getty Images via BBC

As chaves que a Grande Inconformidade guarda

Para determinar a idade das rochas e, portanto, as camadas que faltam, os geólogos observam o decaimento radioativo das rochas, ou seja, analisam os elementos químicos em que as rochas se decompõem ao longo do tempo.

No caso de Peak, por exemplo, ela analisa o processo de resfriamento das rochas, para saber a qual período elas pertencem.

Juntar as peças que explicam a Grande Inconformidade é uma maneira de aprender como era a Terra primitiva. Isso, assinala Peak, é importante porque nesse período ocorreram grandes mudanças, não apenas geológicas, mas também biológicas, para as quais pode fornecer informações sobre a evolução da vida no planeta.

Um artigo da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara de 2020 sobre a Grande Inconformidade menciona que esse fenômeno está ligado a outro grande enigma da ciência: o súbito surgimento de vida complexa nos períodos Ediacarano (entre 635 milhões de anos e 541 milhões de anos atrás) e o Cambriano (entre 541 milhões de anos e 485 milhões de anos).

"A explosão cambriana foi o dilema de Darwin", diz Francis Macdonald, geólogo da UC Santa Barbara. "Esta é uma questão que tem 200 anos. Se conseguirmos resolvê-la, seremos rockstars", brinca.

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