Telescópio solar mais poderoso da Terra viu o sol se torcer e o objetivo era explicar por que sua atmosfera queima milhões de graus a mais do que sua superfície
Compreender o calor da coroa solar é essencial, porque ela é a origem do vento solar, fluxo de partículas carregadas que permeia o Sistema Solar.
A investigação sobre o calor da coroa do Sol tem mobilizado astrofísicos há décadas. O grande enigma é entender como a camada mais externa da estrela (coroa), pode atingir milhões de graus enquanto a fotosfera, “superfície visível” do Sol, permanece em alguns milhares de graus Celsius.
Essa fato implica na existência de mecanismos adicionais de transporte e dissipação de energia em escalas muito pequenas e em condições de intensa atividade magnética.
O que é calor da coroa do Sol e por que ele é um enigma?
O termo calor da coroa do Sol descreve o fato de que ela é muito mais quente do que a fotosfera, contrariando a intuição de que a temperatura deveria diminuir ao se afastar do centro da estrela.
As medições, porém, mostram que as camadas externas atingem milhões de graus, indicando que algum processo adicional injeta energia na atmosfera solar após a emissão de radiação da região superficial.
As principais hipóteses envolvem dois grupos de processos físicos: a dissipação de ondas magnéticas que se propagam no plasma e a liberação de energia em eventos de reconexão de linhas de campo magnético.
Em ambos os casos, o campo magnético solar atua como canal de transporte de energia, e as pesquisas atuais buscam determinar a contribuição relativa de cada mecanismo em diferentes escalas de tempo e de tamanho.
Coroa solar no eclipse de 20.3.2015 em Svalbard, Noruega
— Astronomia USP Brasil (@AstroUSP) November 13, 2019
Imagem composta de 29 exposições para revelar em detalhe a extensa e tênue atmosfera externa do Sol, a coroa solar. Também é visível o lado oculto da Lua, iluminado pela luz do sol refletida pela Terra
(c)Druckmüller et al pic.twitter.com/nbg1wblX0v
Como as ondas de Alfvén podem explicar o aquecimento da coroa do Sol?
As ondas de Alfvén são ondulações que se propagam em um plasma magnetizado, nas quais partículas carregadas e linhas de campo magnético oscilam de forma acoplada.
Elas transportam energia ao longo de estruturas magnéticas que se estendem da superfície até a corona, sendo candidatas naturais para sustentar o aquecimento contínuo da atmosfera externa do Sol.
Versões de grande escala dessas ondas já foram associadas a erupções solares, mas estudos recentes destacam sinais menores e persistentes, ligados a movimentos de torção em fios de plasma.
Essas ondas de Alfvén torsionais parecem promover um fluxo de energia discreto, porém constante, que pode ser convertido em calor por meio de processos como turbulência e dissipação em pequenas escalas.
- Transporte contínuo de energia ao longo das linhas de campo magnético;
- Conversão de energia em calor por turbulência e dissipação em microestruturas;
- Contribuição para aceleração do vento solar e para a dinâmica da atmosfera externa.
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Como os telescópios modernos estudam a coroa solar
Observar diretamente os processos ligados ao calor da coroa do Sol exige instrumentos capazes de detectar variações sutis na luz emitida pelo plasma.
Telescópios solares de última geração utilizam espectropolarímetros sensíveis, que analisam espectro e polarização da luz, revelando velocidades, movimentos e propriedades do campo magnético em diferentes alturas da atmosfera solar.
Essas medições são combinadas com modelos numéricos de magnetohidrodinâmica que simulam o comportamento do plasma magnetizado em alta resolução.
A comparação entre observações e simulações permite testar quais tipos de ondas e fenômenos de reconexão são capazes de aquecer a coroa até as temperaturas observadas e por quanto tempo conseguem sustentar esse aquecimento.
- Captura de imagens e espectros de alta resolução da superfície e da coroa;
- Análise dos deslocamentos de linhas espectrais para identificar movimentos de plasma;
- Mapeamento do campo magnético em diferentes camadas solares;
- Comparação cuidadosa com modelos teóricos e simulações de plasma.
Vai se criando todo um clima!!! Está chegando a hora do eclipse total do Sol!!!
— Sacani (Space Today) – AKA Gordão Foguetes (@SpaceToday1) March 25, 2024
Essa animação mostra a simulação de como estará a coroa solar no momento da totalidade!!! Vai ser uma experiência única!!! pic.twitter.com/qqj1U7qswi
Por que o calor da coroa solar é importante para a Terra?
Compreender o calor da coroa solar é essencial, porque ela é a origem do vento solar, fluxo de partículas carregadas que permeia o Sistema Solar.
A forma como essa região é aquecida e como a energia é distribuída afeta a intensidade e a variabilidade do vento solar, influenciando tempestades geomagnéticas, falhas em satélites e distúrbios em redes de comunicação e navegação.
Ao entender melhor os processos de aquecimento coronal, cientistas refinam previsões de clima espacial e desenvolvem modelos mais confiáveis do impacto da atividade solar sobre tecnologias em órbita e em solo.
Estudos sobre ondas de Alfvén, reconexão magnética e aquecimento em plasmas extremos também ajudam a compreender outras estrelas e a otimizar dispositivos de fusão controlada na Terra.
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