Júpiter acelera eletrões até quase à velocidade da luz, tal como as supernovas

Mesmo à frente de Júpiter, onde o vento solar embate pela primeira vez no enorme campo magnético do planeta, a sonda Juno da NASA mediu eletrões que se moviam a quase a velocidade da luz. As partículas não nasceram assim tão rápidas. Foram aceleradas ali mesmo, na fronteira turbulenta que precede o planeta, e atingiram velocidades ainda maiores do que as que o mesmo processo produz junto da Terra.

Essa única medição vai muito para além de Júpiter. A forma como o planeta gigante lança partículas comuns até energias extremas parece uma versão reduzida de como a galáxia fabrica os raios cósmicos, as partículas de alta energia que atravessam o espaço e caem a cada segundo sobre a atmosfera terrestre. Durante décadas, a ligação foi uma forte suspeita. Existe agora uma medição direta do mecanismo a funcionar à escala de um planeta.

Tudo acontece numa região chamada antechoque, uma zona de campos magnéticos agitados e partículas refletidas que se forma mesmo antes do arco de choque, a frente onde o vento solar se acumula contra o escudo magnético de um planeta. Dentro dessa turbulência, as condições magnéticas podem agarrar uma fração das partículas que passam e atirá-las em frente vezes sem conta, somando energia em cada passagem, até um pequeno grupo se mover a velocidade relativista.

O que torna Júpiter decisivo é o seu tamanho. O seu arco de choque faz o da Terra parecer minúsculo, e os eletrões detetados pela Juno cresceram com ele, alcançando energias superiores a tudo o que foi medido no mesmo contexto perto do nosso planeta. Esse escalamento é o prémio. Se um choque maior acelera partículas a velocidades mais altas de forma previsível, a mesma regra pode estender-se às frentes de choque muito maiores lançadas pelas estrelas que explodem, as principais candidatas à origem dos raios cósmicos galácticos.

A equipa não se apoiou só em Júpiter. Comparou as leituras da Juno com as de duas missões que vigiam a mesma física perto da Terra, onde as naves se podem colocar dentro do antechoque e amostrá-lo em detalhe. A concordância entre escalas tão diferentes é o que permite afirmar que se observa um único processo universal e não uma singularidade local de Júpiter.

A afirmação assenta ainda no choque de um só planeta, captado durante órbitas específicas, e os eletrões são apenas uma parte da história dos raios cósmicos, dominada por protões e núcleos atómicos mais pesados. Estender o resultado aos restos de supernova pressupõe que a mesma física se mantém ao longo de um salto enorme de tamanho e energia, uma ponte que não foi observada diretamente. A medição estreita a pergunta; não a fecha.

Perceber de onde vêm os raios cósmicos não é um enigma abstrato. Estas partículas definem o risco de radiação para os astronautas e a eletrónica das naves, impulsionam a química das atmosferas planetárias e transportam energia pela galáxia. Ligar a aceleração a um processo que podemos observar no nosso próprio sistema solar transforma um mistério cósmico em algo verificável.

Os resultados foram publicados na revista Nature. A Juno, em órbita desde 2016, continua as suas longas voltas em torno de Júpiter, e cada uma leva os seus instrumentos de novo através do antechoque, onde serão feitas as próximas medições desta aceleração.

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