Poeira cósmica: o DEX mede impactos acima da Terra

Investigadores descobriram que um pequeno detetor em órbita da Terra consegue detetar diretamente “poeira cósmica” do espaço quando esta embate no instrumento, muito acima do planeta.

Este resultado torna menos abstrata a ideia do fluxo de material cósmico que chega à Terra, porque parte dele continua a entrar na atmosfera mesmo sobre as zonas onde as pessoas vivem.

Detetores de poeira cósmica

A grande altitude, a Dust EXperiment (DEX) registou impulsos elétricos nítidos sempre que partículas minúsculas colidiam com o seu alvo metálico.

Ao associar esses sinais a grãos incidentes, Jayesh Pabari, do Physical Research Laboratory (PRL), demonstrou que é possível medir o escoamento de poeira por cima das nossas cabeças à medida que atravessa a vizinhança do planeta.

Entre 1 de janeiro e 9 de fevereiro de 2024, o padrão observado correspondeu, em média, a cerca de um impacto por jarda quadrada (aprox. 0,84 m²) a cada três minutos.

Este valor não indica qualquer perigo, mas ajuda a perceber a escala de uma queda contínua que, ao longo do artigo, é seguida desde a órbita até ao solo.

Contagens na neve da Antártida

Muito abaixo da órbita, a neve antártica tem fornecido aos cientistas alguns dos registos de superfície mais “limpos” da poeira que chega do espaço à Terra.

Um micrometeorito - um grão que sobrevive à entrada na atmosfera - pode depositar-se ali sem que a sua assinatura química seja facilmente mascarada por poluição local.

Recolhas perto da Estação Concordia, no centro da Antártida, reuniram 1 280 grãos não derretidos e 808 gotículas vítreas vindas do céu.

Extrapolada à escala global, essa contagem antártica aponta para cerca de 5 700 toneladas norte-americanas de material a atingir todos os anos a superfície terrestre, sobre continentes e oceanos (aprox. 5 171 toneladas métricas).

A poeira cósmica chega às cidades

As coberturas de edifícios em cidades aproximaram a conclusão obtida na Antártida do quotidiano, mostrando que grãos espaciais podem esconder-se na sujidade urbana comum.

Numa pesquisa realizada em 2017, foram encontrados 500 micrometeoritos urbanos de grandes dimensões em telhados de Paris, Oslo e Berlim.

As formas e os minerais desses fragmentos indicavam aquecimento intenso: durante a entrada atmosférica, os grãos em queda derretem por instantes e arrefecem depois, solidificando em gotículas arredondadas.

Embora sinais dentro de casa continuem a ser difíceis de confirmar, os telhados mostram que, com o tempo, a poeira do espaço consegue acumular-se em ambientes construídos.

Porque é que as partículas sobrevivem

A maioria dos grãos que chegam é demasiado pequena para produzir bolas de fogo, pelo que o percurso termina discretamente em altitude, em vez de iluminar o céu.

O atrito com as camadas superiores do ar aquece a sua superfície e, nos fragmentos mais pequenos, a desaceleração ocorre antes de se consumirem por completo.

As esférulas cósmicas maiores - gotículas arredondadas formadas por fusão - preservam uma química que pode revelar quais os objetos de origem que as geraram.

A sobrevivência depende do tamanho, da velocidade e do ângulo de entrada, o que significa que a poeira que chega ao chão representa apenas uma amostra parcial do fluxo total.

Químicos úteis na poeira cósmica

Muito antes de os telhados acumularem poeira, a Terra primitiva poderá ter recebido química útil da mesma forma constante e sem impactos dramáticos.

Um modelo de química prebiótica - isto é, química anterior ao início da vida - concluiu que a poeira podia concentrar-se em sedimentos gelados de paisagens antigas.

A água poderia dissolver fósforo e enxofre desses grãos finos, libertando ingredientes reativos em águas de degelo onde se formavam moléculas simples.

Esta ideia não demonstra que a poeira tenha criado a vida, mas atribui um papel relevante à entrega lenta entre as explicações concorrentes.

Da poeira aos mundos

A poeira também participou na construção do Sistema Solar, no qual essa história química inicial se desenrolou mais tarde. O nosso Sistema Solar formou-se há cerca de 4,6 mil milhões de anos a partir do colapso de uma nuvem de gás e poeira.

Dentro do disco em rotação, os grãos foram-se colando, originando seixos, rochas maiores e, por fim, corpos planetários perto do jovem Sol.

Esse mesmo processo de crescimento ajuda a explicar porque é que, hoje, os grãos minúsculos ainda transportam pistas de mundos mais antigos e de material perdido.

Um brilho ténue no céu

Uma parte desta poeira torna-se visível não no chão, mas como um brilho suave perto do crepúsculo em locais escuros. A luz zodiacal é a luz do Sol refletida por poeira próxima do Sol, surgindo antes do amanhecer ou após o pôr do sol.

Céus escuros e horizontes desimpedidos facilitam a observação, sobretudo na primavera e no outono, quando os ângulos do crepúsculo são mais favoráveis.

O brilho não é a poeira em queda em si, mas revela a nuvem através da qual a Terra se move durante a sua órbita.

Porque é que a NASA se importa

Para os engenheiros de naves espaciais, a poeira minúscula não é apenas uma curiosidade cósmica, especialmente em missões longas para lá da Terra.

“Mesmo quando estamos a falar de objetos com apenas um bocadinho de massa, eles têm um impacto impressionante”, disse Jack Connerney, cientista da missão Juno no Goddard Space Flight Center da NASA.

A velocidades elevadas, um grão pode lascar superfícies, perturbar instrumentos ou, ao longo do tempo, gerar detritos carregados à volta de uma nave.

Mapas futuros do tipo DEX da poeira em torno da Terra, da Lua, de Marte e de Vénus poderão reduzir riscos de missão para tripulações e equipamento.

O que ainda é incerto

Apesar dos novos resultados em órbita, continuam a existir limites apertados quanto ao tamanho, à origem, ao momento de chegada e à evolução ao longo do tempo.

O DEX observou apenas uma janela curta, enquanto os fluxos de poeira variam com as estações, as trajetórias das naves e os rastos de cometas.

Além disso, o instrumento detetou partículas nas proximidades da Terra, e não em cozinhas, carpetes ou filtros de ar dentro de casas.

A possibilidade de haver vestígios em todas as habitações permanece, mas a prova direta exige amostragem cuidadosa e análises químicas dos materiais recolhidos.

Um detetor em órbita, a neve limpa da Antártida e os telhados das cidades descrevem agora o mesmo sistema de entrega contínua, do céu à rua.

A poeira espacial não irá alterar a vida diária, mas poderá afinar a investigação sobre a origem da vida, a amostragem urbana e o planeamento de missões.