Não é segredo que a Terra ocasionalmente recebe rochas do Espaço que explodem na atmosfera ou causam impacto na superfície. A Terra também vê chuvas de meteoros regularmente sempre que passa por nuvens de detritos no Sistema Solar. Além disso, a Terra é regularmente bombardeada por objetos suficientemente pequenos para passarem despercebidos.
De acordo com um novo estudo dos astrónomos da Universidade de Harvard, Amir Siraj e Abraham Loeb, é possível que a atmosfera da Terra esteja a ser bombardeada por meteoros maiores – entre um milímetro a 10 centímetros – que são extremamente rápidos. Estes meteoros poderiam ser o resultado de supernovas próximas que aceleram partículas a velocidades sub-relativísticas ou mesmo relativísticas – de vários milhares de vezes a velocidade do som a uma fração da velocidade da luz.
O estudo, que foi publicado este mês na revista científica Astrophysical Journal e que está disponível no servidor de pré-impressão ArXiv, aborda um mistério contínuo na astrofísica: a questão se a ejeta criada por uma supernova pode ou não ser acelerado a velocidades relativísticas e viajar através do meio interestelar para alcançar a atmosfera da Terra.
A existência destes tipos de meteoros, que mediriam cerca de um milímetro de diâmetro, foi proposta por vários astrónomos no passado, incluindo Lyman Spitzer e Satio Hayakawa. A questão de saber se poderiam ou não sobreviver à viagem pelo espaço interestelar também foi estudada longamente.
“As evidências empíricas indicam que pelo menos uma supernova atirou elementos pesados na Terra no passado. Sabe-se que as supernovas libertam quantidades significativas de poeira em velocidades sub-relativísticas. Também vemos evidências de aglomeração ou balas na supernova ejecta. A fração de massa contida em pequenos aglomerados é desconhecida, mas se apenas 0,01% da poeira ejeta estiver contida em objetos de tamanho milimétrico ou maior, esperaríamos que um meteoro sub-relativístico aparecesse na atmosfera da Terra todos os meses (com base no taxa de supernovas na Via Láctea)”, explicou Siraj, em declarações ao Universe Today.
Apesar de ter uma sólida base teórica, permanece a questão sobre se meteoros maiores do que um grão de poeira entram ou não na atmosfera da Terra em velocidades sub-relativísticas ou relativísticas. Grande parte do problema relaciona-se com a nossa metodologia de investigação atual, que não está configurada para procurar este tipo de objetos.
“Os meteoros normalmente viajam perto de 0,01% da velocidade da luz“, disse Siraj. “Portanto, as investigações atuais são ajustadas para encontrar sinais de objetos que se movem nessa velocidade. Os meteoros das supernovas viajariam cem vezes mais rápido (cerca de 1% da velocidade da luz) e, portanto, os seus sinais seriam significativamente diferentes dos meteoros típicos, tornando-os facilmente esquecido pelos estudos atuais”.
Para o estudo, Siraj e Loeb desenvolveram um modelo hidrodinâmico e radiativo para rastrear a evolução de cilindros de plasma quente resultantes de meteoros sub-relativísticos que passam pela atmosfera. A partir disso, calcularam que tipo de sinais seriam produzidos.
“Descobrimos que um meteoro sub-relativístico daria origem a uma onda de choque que poderia ser captada por um microfone e também a um flash brilhante de radiação visível em comprimentos de onda óticos – ambos com duração de cerca de um décimo de milissegundo. Para meteoros mais pequenos do que um milímetro, um pequeno detetor ótico (um centímetro quadrado) poderia facilmente detetar o flash de luz no horizonte”.
Siraj e Loeb descreveram o tipo de infraestrutura que permitiria aos astrónomos confirmar a existência dos objetos e estudá-los. Por exemplo, novas investigações poderiam incorporar microfones de infrasom e instrumentos de infravermelho ótico que detetariam a assinatura acústica e os flashes óticos criados por estes objetos que entram na atmosfera e as explosões resultantes.
Com base nos seus cálculos, recomendam uma rede global de cerca de 600 detetores com cobertura total do céu, capaz de detetar alguns destes tipos de meteoros por ano. Existe também a opção de procurar nos dados existentes sinais de meteoros sub-relativísticos e relativísticos. Por último, existe a possibilidade de usar a infraestrutura existente para procurar sinais destes objetos.
A recompensa seria poder estudar um conjunto inteiramente novo de objetos que interagem regularmente com a atmosfera da Terra. Também forneceria uma nova perspetiva para o estudo de supernovas, permitindo que os astrónomos impusessem restrições importantes à ejeta que produzem.
