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POR JOHN RENNIE
Uma fotografia amarelada dos anos 70 no Brasil, mostra duas meninas gêmeas ao lado do pai, um astrônomo, além de uma jovem amiga. Todos estão em pé debaixo de um prato de um radiotelescópio nos arredores de São Paulo, sorrindo e acenando para a câmera. Não muito antes de a foto ser tirada, as duas naves espaciais Voyager haviam embarcado em suas longas jornadas por Júpiter, Saturno, e os outros grandes planetas. No ano passado, uma das gêmeas, a astrofísica Merav Opher, compartilhou sua paixão pela ciência espacial, durante uma coletiva de imprensa na NASA. Ela usou dados a partir dessas sondas para revolucionar conceitos sobre a borda do Sistema Solar.
“A borda do sistema solar” é mais do que um jogo de palavras. Um vento tênue invisível de ondas de gás ionizado sai do Sol a uma velocidade de um milhão de milhas por hora, carregando consigo o seu campo magnético. Esse vento não irradia infinitamente: Muito além da órbita de Plutão, esse vento solar bate bruscamente num meio interestelar muito fino e os restos espalhados gasosos de estrelas que explodiram. Aquela fronteira define o que os astrônomos chamam de heliosfera.
Apenas alguns anos atrás, Opher desempenhou um papel fundamental para explicar por que a heliosfera é surpreendentemente desequilibrada e disforme. Agora ela está sugerindo que parte da borda da heliosfera possa ser uma espuma de agitação magnética, o que poderia ter grandes implicações para a astrofísica.
Mervav Opher. (Melody Komyerov/BU Photography)
“Ela teve um impacto enorme neste campo da heliosfera exterior”, comenta James F. Drake, da Universidade de Maryland, um físico que colaborou com Opher no seu trabalho mais recente. “Quando ela estava começando, a maioria das pessoas realmente não pensava que o campo magnético interestelar contribuísse muito. Acho que Merav desempenhou um papel essencial no convencimento das pessoas.”
Essa descrição poderia ter satisfeito os pais de Opher. “Eles nos educaram para pensar: “Se você trabalhar em qualquer área, assegure de deixar uma impressão”, ela lembra.” Realmente tente fazer alguma coisa valiosa.”
New York-Haifa-São Paulo
Merav e sua irmã gêmea, Michal, nasceram em 1970, filhas de um casal nova-iorquinos expatriados em Haifa, Israel. Seu pai, Reuven Opher, era na época um astrofísico da Universidade Technion. No entanto, um ano sabático no Brasil levou Reuven a se apaixonar pelo país. Quando ela tinha oito anos, eles se mudaram para São Paulo, onde ele aceitou uma proposta de trabalho em uma universidade.
Merav é entusiasmada por São Paulo, cidade que ela considera “muito sofisticada e incrível.” O ambiente multicultural do Brasil também ajudou na adaptação dos Opher, que, ainda assim, falavam hebraico em casa. “Os brasileiros são super agradáveis”, diz ela. “Não se trata de um lugar onde você não se sente bem-vindo.”
Ao ingressar na faculdade, Merav pensou em ser diretora de cinema. Mas no terceiro ano, ela se apaixonou pela física: diplomou-se em física quanto e obteve um doutorado em estudos do plasma.
Os plasmas e os campos magnéticos que os animam se tornaram constantes em sua carreira. Ela acredita ter sido atraída pelo tema, por saber que não poderia dominá-lo. “O plasma é complexo”, diz ela. “Eu sabia que era algo no que eu não poderia facilmente focar. Eu teria que me esforçar para isso.” Ela acrescenta: “Eu achava o tema maior do que eu. Foi assustador, mas eu gostei do medo.”
Imagem do Voyager 2. (NASA)
A Física é uma disciplina notoriamente dominada pelo sexo masculino, o que pode ter desencorajado muitas mulheres com as ambições de Merav. Mas seu pai, diz ela, sempre reforçou em suas filhas que elas poderiam fazer o que quisessem. “Meu pai sempre dizia, ‘Por que não? Não há ninguém que o impeça de fazê-lo.” Ela suspeita que os obstáculos imposto `as mulheres por causa do sexismo na ciência era uma idéia que nem passava pela cabeça do pai.
(Essa confiança que o pai inspirava nas filhas aparentemente funcionou para ambas irmãs – Michal Lipson é uma conhecida engenheira nanofotônica na Universidade de Cornell e é beneficiária de uma bolsa para “gênios” da Fundação MacArthur, por seu trabalho nas inovações em computação).
Uma estrela sozinha
Merav prosperou na escola de pós-graduação em São Paulo. “Amo o caos. Amo a criatividade dos brasileiros”, diz ela, que admira a capacidade de improvisar soluções para superar limitações orçamentais. Mas motivada para encontrar oportunidades que o Brasil não poderia oferecer, em 1999, ela optou por um pós-doutorado na Universidade da Califórnia (UCLA), em Los Angeles.
Ela recorda que este movimento foi assustador no começo: a mudança cultural foi um choque e o departamento de física do plasma da UCLA não tinha nenhuma mulher; havia apenas uma alma feminina estudando no programa de pós-graduação. “Eu realmente me sentia como um peixe fora d’água”, diz ela. Merav vislumbrou, ainda, a necessidade de se afastar de seus interesses iniciais para seguir os caminhos da astrofísica, onde “ela podia ver a física do plasma em ação, muito mais do que se via no laboratório.” Em 2001 ela parou para pensar quais seriam seus próximos passos.
Foi nesta época que ela conheceu Paulett C. Liewer, gerente de projeto no Jet Propulsion Laboratory (JET-Laboratório de Propulsão), uma física que tinha interesses idênticos aos dela (e era mesmo uma das poucas mulheres no campo). Liewer a contratou imediatamente para trabalhar com dados transmitidos do exterior do Sistema Solar pela nave espacial Voyager.
Esses foram os dados os quais ela acabou analisando ao longo de sua carreira – primeiro, por quatro anos no JPL, e depois por sete na Universidade George Mason. Em 2011, Merav, mudou-se para a área de Boston, a poucos minutos de metrô de seu novo escritório na Universidade de Boston.
Merav tem focado na determinação da forma precisa da heliosfera. Durante décadas, todo o conhecimento aceito em astronomia era de que a forma da heliosfera era bastante simétrica e parecida à de um cometa, com uma cabeça esférica em torno do sol e uma cauda na direcao contraria do movimento do sistema solar. As irregularidades podem ser atribuídas às flutuações da atividade solares ao longo do tempo.
A antiga vista da heliosfera (NASA)
Merav, no entanto, como alguns outros poucos astrônomos, estava certa de que o campo magnético interestelar poderia distorcer significativamente a forma e orientação da heliosfera. Em 2006, ela, Liewer, e Edward C. Stone of Caltech publicaram um modelo no Astrophysical Journal, que previu uma heliosfera assimétrica e com forma de bala, empurrada em seu hemisfério sul e com uma protuberância no hemisfério norte, e em um ângulo em relação ao plano do campo magnético da Via Láctea.
No ano seguinte, a Voyager 2 inesperadamente entrou na região de terminação do choque da heliosfera (onde o vento solar se expande, torna-se cada vez mais fino e perde a força. De repente, um anel lento e turbulento forma-se em torno a ele), provando que a extensão sul da heliosfera estava mais perto do que o norte e precisamente justificando o modelo de Opher. Esse sucesso a ajudou a receber a prestigiada bolsa da National Science Foundation e um Presidential Early Career Award concedido pela presidência de George W. Bush, em 2008.
O trabalho mais recente de Merav revelou o que pode ser um nível ainda mais complexo de estrutura exterior da heliosfera: a regiao da heliosfera, chamada de heliosheath, tem sido geralmente retratada como uma camada relativamente fina, um plasma energizado que flui suavemente. Mas uma análise dos dados da Voyager feito por Drake Opher e Maryland em 2011 sugere que a heliosheath é na verdade um aglomerado espesso de “bolhas” de plasma de 100 milhões de milhas de diâmetro. O campo magnético do Sol torna-se cada vez mais pregueado e dobrado no plasma da heliosfera exterior, Merav explica; na heliosfera, pedaços do campo magnético podem se separar e se re-conectar nas estruturas auto-organizadas das bolhas.
A nova visão da heliosfera. (NASA)
Se a sugestão de Merav ainda requerer mais observações, isso poderia forçar os astrônomos a repensarem algumas das suas idéias sobre os raios cósmicos. “A heliosheath é um escudo”, ela explica: seu plasma pára algumas partículas altamente energéticas chamadas raios cósmicos, de entrarem no Sistema Solar. Se a estrutura da heliosheath é inconsistente, então o escudo tem buracos. Pode ser que ela esteja parando menos raios cósmicos do que pensamos, ou pode ser que esteja parando mais, no caso que estiverem absorvendo as partículas mais eficientemente. A mudança de direção pode afetar os modelos astrofísicos acerca dos fenômenos que produzem os raios cósmicos e os níveis de radiação que cobrem os planetas em torno a outras estrelas, por exemplo.
Infelizmente, as impressões magnéticas das bolhas são tão fracas que passam perto do limiar de detecção dos magnetômetros do Voyager. A melhor maneira de verificar a existência das bolhas seria lançar uma nova sonda para o exterior da heliosfera, aquela que poderia ter o benefício de um sistema de propulsão mais rápido de instrumentação que não estiver 35 anos fora da data.
Por essa razão, Opher tentou ao máximo possível conseguir apoio para essa missão. Segundo ela, é como se as Voyagers estivessem “gritando urgentemente, ‘Enviem um melhor instrumento! Há tanto para aprender!’”
Foto no alto: Reuven Opher com suas filhas, Merav e Michal (hoje, Lipson) e uma amiga. Arquivo pessoal/Merav Opher.
John Rennie é o diretor de redação da Txchnologist. Ele foi editor-chefe da Scientific American entre 1994 e 2009 e professor adjunto no Programa de reportagem em Ciência, Saúde e Meio-Ambiente da New York University. Siga o John no Twitter @tvjrennie.
