Por décadas, cientistas tentam decifrar por que a corona solar (a atmosfera externa do Sol) atinge temperaturas absurdamente altas, enquanto a “superfície” visível do astro permanece relativamente amena - e um novo estudo acaba de oferecer uma pista decisiva.
Um enigma antigo: como a corona solar fica tão quente?
Na fotosfera, a camada que enxergamos como superfície do Sol, a temperatura gira em torno de 5.500 °C (aproximadamente 10.000 °F). Já na corona solar, os valores sobem para milhões de graus Celsius. Entender como energia e plasma superaquécido conseguem sair das camadas inferiores e aquecer a atmosfera externa é uma das questões centrais da física solar.
Evidência direta de ondas de Alfvén torsionais na corona solar
Um grupo internacional de pesquisadores relata a primeira evidência clara de ondas de Alfvén torsionais em pequena escala distribuídas por toda a corona solar. Essas ondas se propagam ao longo do campo magnético, avançando enquanto torcem as linhas magnéticas e transportam plasma para cima.
Até aqui, as detecções mais convincentes envolviam ondas de Alfvén maiores e isoladas, geralmente associadas a erupções solares. A existência de versões menores dessas ondas na corona era considerada plausível há anos, mas faltava uma observação direta.
Essas oscilações ajudam a explicar como o plasma superquente consegue viajar da região próxima à “superfície” do Sol até a corona - e, em seguida, liberar energia ao longo do caminho, contribuindo para manter a atmosfera externa tão escaldante.
“Essa descoberta encerra uma busca prolongada por essas ondas, que começou nos anos 1940”, afirma o físico Richard Morton, da Universidade de Northumbria, no Reino Unido.
“Finalmente conseguimos observar diretamente esses movimentos torsionais, torcendo as linhas do campo magnético para lá e para cá na corona.”
Um parêntese importante: o que são ondas de Alfvén?
De forma simplificada, ondas de Alfvén são perturbações que percorrem um plasma magnetizado, “viajando” pelas linhas do campo magnético como vibrações em uma corda tensionada. No caso torsional, a assinatura esperada é um tipo de giro/torção ao redor da linha magnética, em vez de apenas um balanço lateral - exatamente o padrão que é difícil de separar das demais oscilações do plasma coronal.
Como o Telescópio Solar Daniel K. Inouye conseguiu enxergar o fenômeno
A identificação só foi possível graças a imagens de altíssima resolução do Telescópio Solar Daniel K. Inouye, no Havaí, ligado à Fundação Nacional de Ciência dos Estados Unidos.
Os instrumentos do observatório permitem medir com precisão excepcional o movimento do plasma solar (partículas carregadas). Para rastrear esse movimento, os cientistas observaram o deslocamento de ferro superaquécido, que produz assinaturas de luz mais azuladas quando o material se aproxima da Terra e mais avermelhadas quando se afasta - um efeito consistente com o deslocamento Doppler.
Depois de filtrar a interferência de outros padrões de ondas do plasma que predominam como movimentos de “vai e vem”, os dados revelaram com clareza o que os pesquisadores buscavam: o deslocamento do plasma acompanhado da torção característica.
“O movimento do plasma na corona do Sol é dominado por oscilações de balanço”, diz Morton. “Elas mascaram os movimentos torsionais, então precisei desenvolver uma forma de remover esse balanço para encontrar a torção.”
O que muda para ventos solares e para o clima espacial na Terra
Os resultados ajudam a montar um quadro mais realista de como funciona a “fornalha” solar e alimentam pesquisas sobre os ventos solares - fluxos de partículas que escapam do Sol e podem alcançar a Terra, com potencial para afetar redes de satélites e sistemas de energia.
As ondas de Alfvén torsionais em pequena escala podem estar contribuindo tanto para o aquecimento extremo da corona solar quanto para as forças necessárias para impulsionar esses ventos a velocidades capazes de vencer a influência da gravidade do Sol.
Ver esses processos em funcionamento - e conseguir modelá-los com maior fidelidade - também abre espaço para melhorar previsões de clima espacial, oferecendo a possibilidade de avisos mais antecipados sobre tempestades geomagnéticas que podem impactar o planeta.
Um benefício adicional de previsões melhores é reduzir riscos operacionais em setores sensíveis a perturbações geomagnéticas, como telecomunicações, navegação por satélite e monitoramento de redes elétricas. Mesmo longe das altas latitudes onde auroras são mais comuns, efeitos indiretos podem ocorrer, o que torna a melhoria dos modelos relevante em escala global.
Próximos passos: mecanismos, distribuição e testes mais rigorosos
Com a detecção dessas ondas menores confirmada, trabalhos futuros poderão investigar com mais detalhe os mecanismos que as geram e como elas se distribuem por regiões mais amplas da corona solar. Além disso, outras hipóteses sobre a dinâmica do Sol agora podem ser testadas com mais rigor, confrontando teoria e observação.
“Esta pesquisa fornece uma validação essencial para a variedade de modelos teóricos que descrevem como a turbulência de ondas de Alfvén alimenta a atmosfera solar”, afirma Morton.
“Com observações diretas, finalmente podemos testar esses modelos contra a realidade.”
O estudo foi publicado na revista Nature Astronomia.
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