Raios cósmicos: entenda o que são esses fenômenos e seus potenciais riscos

Você já ouviu falar em raios cósmicos? Eles estão presentes em todo lugar, atravessam nosso corpo e até podem causar danos em equipamentos eletrônicos. Mas o que exatamente são e como chegam até aqui?

Para entender esse fenômeno, é importante revisar os elementos que são parte da matéria, os átomos. Os átomos são compostos por partículas menores, conhecidas como prótons, nêutrons e elétrons.

Os prótons, com carga positiva, formam o núcleo do átomo, enquanto os elétrons, com carga negativa, orbitam em torno desse núcleo. Os nêutrons, que não têm carga elétrica, também residem no núcleo. A carga e a massa são propriedades fundamentais da matéria.

O átomo mais simples, o hidrogênio, tem apenas um próton e um elétron. O hélio, o segundo mais simples, tem dois de cada, além de dois nêutrons. Já o chumbo, por exemplo, possui 82 elétrons, 82 prótons e 82 nêutrons.

Quando um átomo perde um ou mais elétrons que orbitam em seu núcleo, ele se torna carregado positiva ou negativamente.

Esses átomos incompletos, chamados de íons, e as partículas perdidas, quando viajam em velocidades próximas à da luz, se espalham pelo espaço e alcançam a Terra. Essas partículas são conhecidas como raios cósmicos.

Sabe-se que a maioria dos raios cósmicos, cerca de 90%, são constituídos por prótons que originalmente faziam parte de átomos de hidrogênio, mas perderam seus elétrons.

Cerca de 9% são átomos de hélio que perderam seus dois elétrons (denominados partículas alfa). O restante tem origem nos outros elementos da tabela periódica que perderam subpartículas de alguma forma.

Via UFJF

Onde surgem os raios cósmicos

Para induzir a perda de partículas pelos átomos, é necessário submetê-los à radiação, e para impulsioná-los a altas velocidades, é preciso fornecer-lhes energia. Essas condições são observadas nas proximidades de estrelas que explodem, como as supernovas.

Os raios cósmicos são energizados pelas ondas de choque liberadas durante a explosão estelar. Lá, as partículas interagem com o campo magnético remanescente da explosão.

Essas interações fornecem energia para que as partículas escapem do remanescente estelar e viajem pelo meio interestelar da galáxia.

Além disso, o Sol também emite partículas energizadas em direção à Terra. Os raios cósmicos solares consistem em fluxos de partículas carregadas de alta energia, aceleradas na coroa e na cromosfera solar durante as erupções solares.

Uma das primeiras observações dos raios cósmicos foi realizada por Victor Hess, austríaco-americano, em 1912. Ele lançou um detector em um balão a uma altitude de 5.300 metros.

Assim, descobriu que a ionização atmosférica aumentava com a altitude, evidenciando a exposição da Terra à radiação espacial. Durante um eclipse quase total do Sol, ele confirmou que a radiação não vinha apenas da estrela.

Em 1925, R. A. Millikan introduziu o termo “raios de origem cósmica”. Este físico estadunidense observou que, ao colidir com a atmosfera, as partículas se fragmentavam em uma cascata de outras partículas, perdendo energia até atingir o solo, deixando um rastro. Daí o nome “raio”.

Até hoje, quando detectamos raios cósmicos, não podemos determinar com precisão sua fonte de origem. O fato de alguns deles possuírem energias extremamente altas sugere que podem ter vindo de outras galáxias, incluindo buracos negros supermassivos dentro delas.

É perigoso?

Via Globo

A maior parte dos raios cósmicos é proveniente do Sol e geralmente não representa perigo, pois a atmosfera terrestre e o campo magnético bloqueiam trilhões deles diariamente.

No entanto, os raios cósmicos de origem interestelar possuem maior energia e podem atingir o solo terrestre com mais facilidade.

Os que alcançam a superfície podem afetar equipamentos eletrônicos, como já aconteceu em computadores e até mesmo em componentes eletrônicos de veículos. Carros da marca Toyota entre 2005 e 2007 sofreram com esse fenômeno e podem ter causado acidentes.

Quando esses raios cósmicos colidem com os chips dos computadores, podem danificar o microprocessador, a memória semicondutora e os transistores.

Atualmente, carros e a maioria dos eletrônicos contam com medidas de proteção contra esses eventos, de modo que apenas o chip afetado sofrerá consequências.

Portanto, é necessário realizar verificações para identificar se houve alguma interferência em um chip específico, mas não nos outros.

Maior fora

O impacto dos raios cósmicos é mais significativo fora da atmosfera terrestre. Por isso, durante viagens espaciais mais longas, é essencial proteger tanto a tripulação quanto os equipamentos eletrônicos das naves.

Desenvolver um escudo eficaz para proteger contra esses raios é um desafio contínuo para as agências espaciais, especialmente considerando que as futuras missões tripuladas à Lua e a Marte terão mais eletrônicos do que as anteriores.

Devido à nossa crescente dependência de eletrônicos e de satélites de comunicação na última década, é importante se preparar para possíveis problemas, como falhas na rede elétrica e apagões.

Fonte: Revista Galileu

Imagens: Globo, UFJF, USC