Balão TIGER bate recorde de voo na Antártida

2002-01-23

Um raio cósmico, neste caso um protão (a amarelo), atinge a alta atmosfera e produz uma chuva de outras partículas, a maior parte piões (a verde), que decaem para muões (a vermelho). Apenas uma pequena fração destes muões atingem a superfície da Terra. Crédito: SLAC - Universidade de Stanford, EUA.
Os balões científicos têm sido utilizados na observação do planeta
planeta
Um planeta é um objecto que se forma no disco que circunda uma estrela em formação e cuja massa é superior à de Plutão (1/500 da massa da Terra) e inferior a 10 vezes a massa de Júpiter. Ao contrário das estrelas, os planetas não produzem luz, apenas reflectem a luz da estrela que orbitam.
Terra e do universo nos últimos cinquenta anos. De dimensões variadas, elevam a grande altitude instrumentação apropriada ao estudo de diversos fenómenos físicos, entre eles, a radiação
radiação electromagnética
A radiação electromagnética, ou luz, pode ser considerada como composta por partículas (os fotões) ou ondas. As suas propriedades dependem do comprimento de onda: ondas ou fotões com comprimentos de onda mais longos traduzem radiação menos energética. A radiação electromagnética, ou luz, é usualmente descrita como um conjunto de bandas de radiação, como por exemplo o infravermelho, o rádio ou os raios-X.
gama, raios-x, raios cósmicos e radiação cósmica de fundo.

Um destes balões, o TIGER (Trans-Iron Galactic Element Recorder) da NASA
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Entidade norte-americana, fundada em 1958, que gere e executa os programas espaciais dos Estados Unidos da América.
, bateu o recorde do voo mais longo, permanecendo quase 32 dias no ar. Lançado da estação McMurdo (Antártida), o TIGER completou duas órbitas
órbita
A órbita de um corpo em movimento é a trajectória que o corpo percorre no espaço.
em torno do Pólo Sul.

Este balão foi especialmente concebido para estudar a origem dos raios cósmicos, partículas atómicas que viajam a velocidades próximas da velocidade da luz
velocidade da luz
A velocidade da luz é a rapidez com que se propagam as ondas luminosas (ou radiação electromagnética). No vácuo, é igual a 299 790 km/s, sendo independente do referencial considerado.
e que bombardeiam a nossa atmosfera
atmosfera
1- Camada gasosa que envolva um planeta ou uma estrela. No caso das estrelas, entende-se por atmosfera as suas camadas mais exteriores. 2- A atmosfera (atm) é uma unidade de pressão equivalente a 101 325 Pa.
. Ao chocarem com os átomos
átomo
O átomo é a menor partícula de um dado elemento que tem as propriedades químicas que caracterizam esse mesmo elemento. Os átomos são formados por electrões à volta de um núcleo constituído por protões e neutrões.
da atmosfera terrestre
atmosfera terrestre
A atmosfera terrestre é composta por um conjunto de camadas gasosas que envolvem a Terra. Estas camadas são designadas por Troposfera (da superfície da Terra até cerca de 10 km de altitude), Estratosfera (10 - 50 km), Mesosfera (50 - 100 km), Termosfera (100 - 400 km) e Exosfera (acima dos 400 km).
, produzem cascatas de outras partículas, como por exemplo piões
pião
Partícula nuclear instável, de massa intermédia entre o protão e o electrão, é o mesão (e o hadrão) mais leve que se conhece. Acredita-se que seja a partícula mediadora da interacção forte, tal como os fotões o são para as interacções electromagnéticas. Existem três tipos de piões, com cargas eléctricas positiva, neutra e negativa (π+, π0, π-); os piões carregados decaiem para um muão e um neutrino, e o pião neutro decai para um muão e dois fotões.
e muões
muão (μ)
O muão negativo (μ-) é uma partícula elementar da classe dos leptões. As suas propriedades são idênticas às do electrão, excepto a sua massa, que é 207 vezes superior: mμ = 207me. O tempo de vida médio do muão é de 2,2 microsegundo. Os muões são produzidos na alta atmosfera pelo decaimento de piões. A antipartícula do muão negativo (μ-) é o muão positivo (μ+).
.

Em cada segundo que passa, cerca de 200 raios cósmicos, com energias da ordem de 1 000 000 eV
electrão-volt (eV)
O electrão-volt (eV) é uma unidade de energia que corresponde à energia adquirida por um electrão quando este é acelerado por uma diferença de potencial de um volt num campo eléctrico. 1 eV = 1,6 x 1012 erg = 1,60217733 x 10-19 J.
(1 electrão
electrão
Partícula elementar pertencente à família dos leptões - partículas sujeitas à interacção nuclear fraca, electromagnética e gravitacional. Os electrões possuem carga eléctrica negativa e encontram-se nos átomos de todos os elementos químicos, orbitando à volta do núcleo atómico, que possui carga eléctrica positiva.
volt
volt (V)
O volt (V) é a unidade SI de potencial eléctrico, de diferença de potencial, de tensão eléctrica e de força motriz. Um volt é a diferença de potencial eléctrico que existe entre dois pontos de um condutor eléctrico que transporta uma corrente de intensidade constante de 1 ampere quando a potência dissipada entre estes pontos é igual a 1 watt: 1 V = W A-1 = 1 Ω A = m2 kg s-3 A-1.
= 1.602x10-19 Joule), atingem um metro quadrado da Terra. Partículas com energias da ordem dos 10 000 000 000 000 000 000 eV só atingem a Terra, em média, uma vez por semana e por quilómetro quadrado.

Os raios cósmicos de menor energia têm origem na nossa própria Galáxia
Via Láctea
A Via Láctea é a galáxia de que faz parte o nosso Sistema Solar. Trata-se de uma galáxia espiral gigante, com um diâmetro de cerca de 160 mil anos-luz e uma massa da ordem de 100 mil milhões de vezes a massa do Sol.
, possivelmente na morte explosiva de estrelas
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
de grande massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
, as supernovas
supernova
Uma supernova é a explosão de uma estrela no final da sua vida. As explosões de supernova são de tal forma violentas e luminosas que o seu brilho pode ultrapassar o brilho de uma galáxia inteira. Existem dois tipos principais de supernova: as supernovas Tipo Ia, que resultam da explosão duma estrela anã branca que, no seio de um sistema binário, rouba matéria da estrela companheira até a sua massa atingir o limite de Chandrasekhar e então colapsa; e as supernovas Tipo II, que resultam da explosão de uma estrela isolada de massa elevada (com massa superior a cerca de 4 vezes a massa do Sol) que esgotou o seu combustível nuclear e expeliu as suas camadas externas, restando apenas um objecto compacto (uma estrela de neutrões ou um buraco negro).
. Os mais energéticos são, até ao momento, as partículas mais energéticas observadas na natureza, com energias centenas de milhões de vezes maiores do que as partículas produzidas nos maiores aceleradores de partículas do mundo. Os mecanismos físicos responsáveis pela produção de partículas com energias tão elevadas ainda não são conhecidos. Porém, acredita-se que estes raios cósmicos provêm de fora da nossa galáxia
galáxia
Um vasto conjunto de estrelas, nebulosas, gás e poeira interestelar gravitacionalmente ligados. As galáxias classificam-se em três categorias principais: espirais, elípticas e irregulares.
.

Esta missão TIGER é extremamente importante, pois é a primeira experiência que possui resolução e sensibilidade suficientes para medir as abundâncias de todos os núcleos desde o ferro até ao zircónio, permitindo determinar se as fontes que produzem estes raios cósmicos são quentes ou frias e se são de gás ou de algo mais sólido.

Notícias sobre os balões científicos da NASA: http://www.wff.nasa.gov/~code820/about/news.htm