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O tamanho do sistema solar é definido pelo volume de espaço sobre o qual a influência do Sol excede a de outras estrelas próximas na galáxia Via Láctea. Essa influência deriva de duas forças fundamentais da natureza: gravidade e magnetismo.
Vamos abordar a gravidade primeiro. Todo objeto no sistema solar experimenta uma atração gravitacional do Sol; quanto mais longe um está do Sol, mais fraca é a atração. Desde que, no entanto, a gravidade do Sol seja ainda mais forte em sua posição no espaço do que a gravidade de qualquer outra estrela, então seu movimento pelo espaço estará sujeito a uma aceleração que o puxa em direção ao Sol.
Neste ponto, é útil introduzir uma unidade de medida mais conveniente para distância: a unidade astronômica (UA). Uma distância de 1 UA é a distância entre o Sol e a Terra, que é de aproximadamente 150 milhões de km. Todos os planetas, asteroides e quase todos os cometas conhecidos são gravitacionalmente ligados ao Sol e orbitam ao redor dele. Objetos mais distantes experimentando uma atração gravitacional mais fraca levam mais tempo para completar uma órbita.
A Terra, a 1 UA, é claro, leva um ano. Júpiter, orbitando o Sol a 5 UA, leva pouco menos de 12 anos. O distante Plutão (cerca de 40 UA) leva 248 anos — tanto tempo, na verdade, que ele nem completou uma órbita do Sol desde que foi descoberto em 1930. Plutão, no entanto, está longe de estar na borda do Sistema Solar; há muitos mundos mais distantes.
NASA
Os objetos gravitacionalmente ligados mais distantes ao Sol são cometas aperiódicos. Cometas aperiódicos, ou de longo período, podem levar muitos milhares de anos para completar uma órbita solar. Todos eles completaram não mais do que uma única passagem pelo sistema solar interno durante a história registrada.
Acredita-se que esses cometas vêm da Nuvem de Oort; uma nuvem aproximadamente esférica composta de bilhões de pequenos mundos gelados. Eles vagam pelos confins mais externos e gelados do Sistema Solar a distâncias de até 200.000 UA (aproximadamente 3 anos-luz).
Um objeto da Nuvem de Oort pode levar milhões de anos para orbitar o Sol uma vez a distâncias tão vastas. Objetos que se afastam mais do Sol do que isso provavelmente experimentarão puxões gravitacionais mais fortes de outras estrelas e começarão a acelerar em direção a elas.
Os objetos da Nuvem de Oort estão tão distantes que nenhum foi visto in situ nem mesmo pelos nossos telescópios mais poderosos. A única vez que conseguimos vê-los é quando um deles cai em direção ao sistema solar interno, como um cometa.
Ouvimos falar sobre a gravidade, mas e aquela outra força: o magnetismo? Além de um poderoso campo gravitacional, o Sol possui um campo magnético muito forte, que esculpe um volume de espaço chamado heliosfera, dentro do qual ficam todos os planetas e a atmosfera estendida do Sol, chamada de vento solar. O vento solar é um fluxo supersônico contínuo de plasma do Sol para o espaço interplanetário.
Vento solar
O vento solar é altamente dinâmico e, ao interagir com a atmosfera de um planeta como a Terra, pode gerar exibições coloridas de aurora, como as que vimos recentemente. O vento solar flui para fora do Sol, passando por todos os planetas conhecidos, antes de finalmente desacelerar e se tornar subsônico (mais lento que a velocidade do som) quando atinge a heliopausa.
A distância até a heliopausa é muito mais próxima do Sol do que a da Nuvem de Oort. No entanto, ainda é enorme. Tendo sido lançada em 1977, a nave espacial Voyager 1 da Nasa cruzou a heliopausa, a uma distância de 121 UA, em 2012, tornando-se o primeiro objeto construído pelo homem a atingir o espaço interestelar.
Se a Voyager 1 tivesse sido lançada por nossos ancestrais evolucionários alguns milhões de anos atrás, no entanto, a jornada até a heliopausa poderia não ter levado tanto tempo. O espaço entre as estrelas não é vazio, mas é preenchido com tênues nuvens de gás e poeira chamadas de meio interestelar. Às vezes, a órbita de uma estrela ao redor do centro da galáxia Via Láctea pode levá-la através de regiões de material anormalmente densas.
NASA
Em um estudo recente, cientistas demonstraram uma alta probabilidade de que cerca de 2-3 milhões de anos atrás, o sistema solar passou por uma nuvem relativamente densa de gás interestelar frio que poderia ter comprimido a heliosfera para um tamanho de apenas 0,2 UA, que está inteiramente dentro da órbita de Mercúrio – o planeta mais próximo do Sol e, sem dúvida, da Terra. Isso teria exposto diretamente todos os planetas ao ambiente do espaço interestelar.
Entre os possíveis impactos na Terra estavam um aumento substancial de raios cósmicos atingindo nosso planeta, nenhuma aurora (porque o vento solar não conseguiu atingir a Terra) e um clima mais variável que pode até ter influenciado a evolução de nossa espécie.
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