Universidades nos EUA há muito que disputam sobre quem possui o maior tambor do mundo. As reivindicações infundadas ao título incluem o “Purdue Big Bass Drum” e “Big Bertha”, que curiosamente recebeu o nome do canhão da Primeira Guerra Mundial alemã e acabou se tornando radioativo durante o Projeto Manhattan.

Felizmente para os americanos, no entanto, o Guinness Book of World Records diz que um tambor tradicional coreano “CheonGo” detém o verdadeiro título. Tem mais de 5,5 metros de diâmetro, cerca de seis metros de altura e pesa mais de sete toneladas. Mas os meus últimos resultados científicos, acabados de publicar na Nature Communications, acabaram de arrebentar com todos os concorrentes. Isso porque o maior tambor do mundo é na verdade várias dezenas de vezes maior que o nosso planeta – e ele existe no espaço.

Você pode pensar que isto é um disparate. Mas o campo magnético (magnetosfera) que envolve a Terra, protegendo-nos desviando o vento solar ao redor do planeta, é um instrumento musical gigantesco e complicado. Sabemos há cerca de 50 anos que tipos magnéticos fracos de ondas sonoras podem saltar e ressonar dentro deste ambiente, formando notas bem definidas exactamente da mesma forma que o vento e os instrumentos de cordas. Mas estas notas formam-se em frequências dezenas de milhares de vezes mais baixas do que podemos ouvir com os nossos ouvidos. E este instrumento semelhante a um tambor dentro da nossa magnetosfera há muito que nos tem escapado – até agora.

Masssive magnetic membrane

A característica chave de um tambor é a sua superfície – tecnicamente referida como uma membrana (tambores também são conhecidos como membranofones). Quando você atinge esta superfície, as ondulações podem se espalhar através dela e se refletir de volta nas bordas fixas. As ondas originais e reflectidas podem interferir reforçando ou anulando-se umas às outras. Isto leva a “padrões de ondas em pé”, nos quais pontos específicos parecem estar parados enquanto outros vibram para trás e para a frente. Os padrões específicos e suas freqüências associadas são determinados inteiramente pela forma da superfície do tambor. Na verdade, a pergunta “Pode-se ouvir a forma de um tambor?” intrigou os matemáticos desde os anos 60 até hoje.

O limite externo da magnetosfera terrestre, conhecido como magnetopausa, comporta-se muito como uma membrana elástica. Ela cresce ou encolhe dependendo da força variável do vento solar, e estas mudanças muitas vezes provocam ondulações ou ondas superficiais para se espalharem através do limite. Embora os cientistas se tenham concentrado frequentemente na forma como estas ondas percorrem os lados da magnetosfera, elas também devem viajar em direcção aos pólos magnéticos.

Físicos muitas vezes tomam problemas complicados e os simplificam consideravelmente para obter uma visão. Esta abordagem ajudou os teóricos há 45 anos a demonstrar que estas ondas de superfície podem de facto ser reflectidas de volta, fazendo a magnetosfera vibrar tal como um tambor. Mas não estava claro se a remoção de algumas das simplificações da teoria poderia impedir que o tambor fosse possível.

Também acabou por ser muito difícil encontrar evidências observacionais convincentes para esta teoria a partir de dados de satélite. Na física espacial, ao contrário da astronomia, normalmente estamos lidando com o completamente invisível. Não podemos simplesmente tirar uma foto do que está acontecendo em todos os lugares, temos que enviar satélites e medi-lo. Mas isso significa que só sabemos o que está a acontecer nos locais onde há satélites. O enigma é muitas vezes se os satélites estão no lugar certo na hora certa para encontrar o que você está procurando.

Nos últimos anos, meus colegas e eu temos desenvolvido a teoria deste tambor magnético para nos dar assinaturas testáveis para procurar em nossos dados. Conseguimos encontrar alguns critérios rigorosos que achamos que poderiam fornecer evidências para estas oscilações. Basicamente, isso significava que precisávamos de pelo menos quatro satélites todos em fila perto da magnetopausa.

Felizmente, a missão THEMIS da NASA nos deu não quatro, mas cinco satélites para brincarmos. Tudo o que tínhamos de fazer era encontrar o evento de condução correcto, equivalente ao bater do bastão do tambor, e medir como a superfície se movia em resposta e que sons criava. O evento em questão era um jacto de partículas de alta velocidade a bater impulsivamente na magnetopausa. Uma vez que tivemos isso, tudo se encaixou quase perfeitamente. Até recriamos como o tambor realmente soa (veja o vídeo acima).

Esta pesquisa realmente vai mostrar como a ciência pode ser complicada na realidade. Algo que soa relativamente simples levou-nos 45 anos a demonstrar. E esta jornada está longe de terminar, há muito mais trabalho a fazer para descobrir com que frequência estas vibrações do tipo tambor ocorrem (tanto aqui na Terra como potencialmente em outros planetas, também) e quais são as suas consequências no nosso ambiente espacial.

Isso nos ajudará a desvendar que tipo de ritmo a magnetosfera produz ao longo do tempo. Como antigo DJ, mal posso esperar – adoro uma boa batida.