Traduzido por Julio Batista
Original de David Nield para o ScienceAlert
Os cientistas têm um problema quando se trata de modelar eventos espaciais dentro de laboratórios: a gravidade da Terra tende a atrapalhar, dificultando a replicação de ambientes longe do nosso planeta.
Uma solução recentemente proposta assume a forma de uma pequena bola de vidro com apenas 3 centímetros de diâmetro. Apesar de seu tamanho, a bola simula muito bem as principais forças que cercam planetas gigantes e estrelas.
Ao usar ondas sonoras como substitutas das forças gravitacionais, pesquisadores podem coletar dados cruciais sobre a formação e o comportamento do clima espacial, como erupções solares que têm o potencial de impactar voos espaciais, satélites e a vida na Terra.
“Os campos sonoros agem como a gravidade, pelo menos quando se trata de conduzir a convecção no gás”, disse o físico John Koulakis, da Universidade da Califórnia, Los Angeles (UCLA), EUA.
“Com o uso de som gerado por micro-ondas em um bulbo esférico de plasma quente, conseguimos um campo de gravidade mil vezes mais forte que a gravidade da Terra”.
O gás de enxofre dentro da bola foi aquecido a uma temperatura 2.760 graus Celsius para produzir ondas sonoras que agiam como uma atração gravitacional extremamente forte, gerando correntes no gás quente e fracamente ionizado (ou plasma).
O resultado final foi a convecção de plasma, onde o gás esfria ao se aproximar da superfície de um corpo como um planeta, antes de ir de volta para o núcleo, onde reaquece e sobe novamente. O fluxo de gás gera seu próprio campo magnético, que nas estrelas formaria as bases de várias formas de clima espacial.
Muitas das condições dentro da bola de vidro, como a forma como o plasma mais quente foi mantido no centro da esfera, assemelhavam-se a mecanismos que teoricamente ocorrem nas estrelas. Esse tipo de resultado já foi muito difícil de recriar dentro do laboratório, mas agora foi capturado em imagens.
“As pessoas estavam tão interessadas em tentar modelar a convecção esférica com experimentos de laboratório que realmente colocaram um experimento no ônibus espacial porque não conseguiam obter um campo de força central forte o suficiente no solo”, disse o físico Seth Putterman, da UCLA.
A base da pesquisa, na verdade, vem de um estudo sobre lâmpadas, som e bolas de gás quente, em vez de qualquer coisa relacionada diretamente ao espaço. Essa capacidade recém-descoberta de controlar o movimento do plasma com energia acústica também pode ser útil em vários outros campos, incluindo estudos de nosso próprio planeta.
Para a equipe, o próximo passo é ampliar o experimento para que ele corresponda melhor às condições do espaço (principalmente em termos de temperatura) e investigar outros aspectos da simulação. Essencialmente, a equipe precisa analisar o experimento com mais detalhes e fazê-lo durar mais tempo.
No momento, existem alguns tipos de comportamento de convecção que vemos em torno de estrelas e planetas que são muito difíceis de reproduzir até mesmo com os computadores mais poderosos. Com mais desenvolvimento, esse tipo de experimento pode dar conta do recado.
“O que mostramos é que nosso sistema de som gerado por micro-ondas produziu uma gravidade tão forte que a gravidade da Terra não foi um fator de influência”, disse Putterman. “Não precisamos mais ir ao espaço para fazer esses experimentos.”
A pesquisa foi publicada na Physical Review Letters.
