À medida que a Parker Solar Probe se aproxima do sol, estamos aprendendo coisas novas sobre nossa estrela natal.
Em um novo estudo, físicos liderados pela Universidade de Iowa relatam as primeiras medições definitivas do campo elétrico do sol, e como o campo elétrico interage com o vento solar, a corrente de fluxo rápido de partículas carregadas que pode afetar as atividades na Terra, de satélites para telecomunicações.
Os físicos calcularam a distribuição de elétrons dentro do campo elétrico do Sol, feito possível pelo fato de que a Parker Solar Probe jorrou a 0,1 unidades astronômicas (UA), ou meros 9 milhões de milhas, do Sol – mais perto do que qualquer espaçonave está abordado. A partir da distribuição dos elétrons, os físicos foram capazes de discernir o tamanho, a amplitude e o escopo do campo elétrico do Sol com mais clareza do que antes.
“O ponto-chave que eu gostaria de fazer é que você não pode fazer essas medições longe do sol. Você só pode fazê-las quando chegar perto”, disse Jasper Halekas, professor associado do Departamento de Física e Astronomia de Iowa e autor correspondente. “É como tentar entender uma cachoeira olhando para o rio um quilômetro abaixo. As medições que fizemos a 0,1 UA, na verdade, estamos na cachoeira. O vento solar ainda está acelerando naquele ponto. É realmente um ambiente incrível para estar dentro. ”
O campo elétrico do sol surge da interação de prótons e elétrons gerados quando os átomos de hidrogênio são separados no intenso calor gerado pela fusão nas profundezas do sol. Nesse ambiente, os elétrons, com massas 1.800 vezes menores que a dos prótons, são lançados para fora, menos limitados pela gravidade do que seus irmãos prótons mais pesados. Mas os prótons, com sua carga positiva, exercem algum controle, controlando alguns elétrons devido às conhecidas forças de atração de partículas com carga oposta.
“Os elétrons estão tentando escapar, mas os prótons estão tentando puxá-los de volta. E esse é o campo elétrico”, disse Halekas, um co-investigador do instrumento Solar Wind Electrons, Alphas e Protons a bordo da Parker Solar Probe, da NASA missão conduzida que foi lançada em agosto de 2018. “Se não houvesse campo elétrico, todos os elétrons iriam embora. Mas o campo elétrico mantém tudo junto como um fluxo homogêneo.”
Agora, imagine o campo elétrico do Sol como uma tigela imensa e os elétrons como bolas de gude rolando pelas laterais em velocidades diferentes. Alguns dos elétrons, ou mármores nesta metáfora, são rápidos o suficiente para cruzar a borda da tigela, enquanto outros não aceleram o suficiente e eventualmente rolam de volta para a base da tigela.
?Estamos medindo os que voltam e não os que não voltam?, diz Halekas. “Há basicamente um limite de energia entre os que escapam da tigela e os que não escapam, que pode ser medido. Como estamos perto o suficiente do sol, podemos fazer medições precisas da distribuição de elétrons antes que ocorram colisões além disso, distorcem o limite e obscurecem a marca do campo elétrico. ”
A partir dessas medições, os físicos podem aprender mais sobre o vento solar, o jato de plasma de um milhão de milhas por hora do sol que se espalha sobre a Terra e outros planetas do sistema solar. O que eles descobriram é que o campo elétrico do sol exerce alguma influência sobre o vento solar, mas menos do que se pensava.
“Agora podemos calcular quanto da aceleração é fornecida pelo campo elétrico do sol”, diz Halekas. “Parece que é uma pequena parte do total. Não é a coisa principal que dá impulso ao vento solar. Isso aponta para outros mecanismos que podem estar dando ao vento solar a maior parte de seu impulso.”
Publicado em 17/07/2021 14h48
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