How big is Comprimento de onda da radiação gama?

Os raios gama são um tipo de radiação eletromagnética, a família de ondas que inclui a luz visível e as ondas de rádio. Eles têm os comprimentos de onda mais curtos e a maior energia dentro dessa família. O comprimento de onda mostrado aqui é 1 picômetro, próximo ao comprimento de onda dos raios gama emitidos pelo cobalto-60 radioativo. Um picômetro é um trilionésimo de metro, ou um milésimo de nanômetro.

Comprimento de onda

O comprimento de onda é a distância entre uma crista de uma onda e a próxima. A NASA considera raio gama qualquer onda eletromagnética com menos de cerca de 10 picômetros. O valor usado no explorador, 1 picômetro, é um décimo desse limite. Quanto mais curta a onda, mais energia ela carrega, por isso os astrônomos que estudam raios gama costumam descrevê-los pela energia, em vez do comprimento de onda.

Os raios gama se sobrepõem aos raios X, e os dois são diferenciados de maneiras distintas. A Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos os diferencia pela origem: os raios gama surgem dentro do núcleo do átomo, enquanto os raios X vêm de fora dele. Os astrônomos os diferenciam apenas pela energia.

Quase toda vez que um átomo de cobalto-60 decai, ele libera dois raios gama, com comprimentos de onda de cerca de 1,06 e 0,93 picômetro. O 1 picômetro usado no explorador fica entre esses dois valores.

Comparações de tamanho

Um átomo de hidrogênio, com cerca de 0,1 nanômetro de largura, equivale a cerca de 100 desses comprimentos de onda. Um ångström, unidade de comprimento igual a 100 picômetros, equivale a exatamente 100.
Os comprimentos de onda dos raios X vão de cerca de 10 picômetros a 10 nanômetros, de 10 a 10.000 vezes mais longos que este raio gama.
A luz visível tem comprimentos de onda de 400 a 700 nanômetros, do violeta ao vermelho. Isso é de 400.000 a 700.000 vezes o comprimento deste raio gama.
Cerca de 80 a 100 milhões desses comprimentos de onda, colocados ponta a ponta, cobririam a largura de um fio de cabelo humano.
Se esse comprimento de onda fosse esticado até 1 milímetro, um átomo de hidrogênio teria cerca de 11 centímetros de largura, e um fio de cabelo humano teria entre 80 e 100 quilômetros de largura.

De onde vêm os raios gama

No espaço, os raios gama vêm dos objetos mais quentes e energéticos: estrelas de nêutrons, estrelas em explosão chamadas supernovas, e as regiões ao redor de buracos negros. Os clarões mais poderosos, chamados explosões de raios gama, podem liberar mais energia em 10 segundos do que o Sol emitirá ao longo de toda a sua vida, de cerca de 10 bilhões de anos.

Na Terra, os raios gama têm origem em relâmpagos, explosões nucleares e decaimento radioativo. O cobalto-60, por exemplo, se forma quando o aço dentro de um reator nuclear é atingido por nêutrons, e metade de qualquer amostra decai a cada 5,27 anos. Os hospitais usam seus raios gama em radioterapia.

Como os raios gama são bloqueados e detectados

Os raios gama conseguem atravessar completamente o corpo humano, danificando tecidos e o DNA pelo caminho. Bloqueá-los pode exigir várias polegadas de um metal denso, como o chumbo, ou alguns pés de concreto. Seus comprimentos de onda são tão curtos que conseguem passar pelo espaço vazio dentro dos átomos de um detector.

Diferentemente da luz e dos raios X, os raios gama não podem ser captados e refletidos por espelhos. Em vez disso, os detectores de raios gama contêm blocos de cristal densamente compactado. Um raio gama que atravessa esse cristal colide com elétrons nele, e essas colisões geram um sinal que o detector consegue registrar. A atmosfera da Terra absorve os raios gama vindos do espaço, por isso telescópios de raios gama, como o Fermi da NASA, operam em órbita.