Os arcos de plasma que dançam acima do Sol podem, na verdade, ser rugas em um vasto véu de plasma.
Algumas das características mais espetaculares do Sol são seus laços coronais – estruturas incandescentes de plasma quente que se estendem por milhares de quilômetros acima das regiões magneticamente ativas do Sol, formando o que parecem ser fios curvos.
Mas as aparências podem enganar. Agora, uma equipe de físicos solares diz que essas estruturas icônicas podem não ser loops. Em vez disso, os laços podem ser uma ilusão enraizada em uma estrutura mais complexa – uma folha ou cortina magnética que está sendo puxada e enrugada. A equipe chama isso de véu coronal, e eles acham que laços coronais brilhantes aparecem onde o véu é enrugado e nossa linha de visão passa por mais dele.
O insight veio da exploração de simulações do campo magnético do Sol publicadas em 2 de março no The Astrophysical Journal.
“Passei toda a minha carreira estudando alças coronais”, disse Malanushenko, pesquisador do Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica em Boulder, Colorado, e principal autor do estudo, em um comunicado. “Eu nunca esperei isso. Quando vi os resultados, minha mente explodiu. Este é um paradigma inteiramente novo de compreensão da atmosfera do Sol.”
Levantando o véu
Durante décadas, os cientistas geralmente assumiram que os loops coronais são o que parecem – fios de plasma quente e brilhante. Como o plasma consiste em partículas com carga elétrica, seus movimentos são influenciados pelo campo magnético do Sol. Os físicos dizem que o plasma é “congelado” em um campo magnético: a força magnética guia o plasma ao longo das linhas do campo magnético, as mesmas linhas que as limalhas de ferro traçam ao redor de um ímã de barra. Portanto, não é muito difícil pensar que esses laços brilhantes são fios finos de plasma congelado, seguindo a curvatura do campo magnético.
No entanto, existem alguns problemas com a hipótese dos fios que a colocam em questão. Uma é que as linhas do campo magnético tendem a se espalhar ainda mais de sua fonte – seja essa fonte um ímã de barra ou um grupo de manchas solares. Isso significa que se os loops coronais são fios que traçam linhas de campo magnético, eles também devem se espalhar e ficar mais largos acima da superfície do Sol. Mas não é isso que as observações mostram. “O consenso é que eles se expandem com a altura, mas não tanto quanto pensamos que deveriam”, disse Malanushenko à Astronomy.
O outro problema com a hipótese dos filamentos está relacionado a como a atmosfera do Sol se torna menos densa mais longe de sua superfície visível. Isso significa que os topos das alças coronais também devem ser mais finos e, portanto, não tão brilhantes quanto em suas bases. Em vez disso, eles mantêm um brilho relativamente uniforme de cima para baixo.
Mas essas inconsistências desaparecem sob a hipótese do véu, em que os laços não correspondem a filamentos de plasma compactos, mas são um efeito de perspectiva causado por rugas em uma folha de plasma. O efeito é análogo a um véu fino: quando o material se amontoa para que possamos vê-lo de lado ou é dobrado de modo que estamos olhando através de várias camadas, ele absorve mais luz e bloqueia nossa visão do que está por trás dele. Claro, porque o plasma na coroa solar está emitindo luz – não a absorvendo – essas rugas parecem mais brilhantes para nós, não mais escuras.
Difícil de testar
O fato de não termos muita experiência com finas folhas de gases incandescentes na vida cotidiana provavelmente é parte do motivo pelo qual a hipótese do véu enrugado não foi seriamente considerada antes, diz Malanushenko.
Mas existem alguns precedentes astrofísicos no céu noturno – a mais famosa, a Nebulosa do Véu, que consiste nos restos de uma nuvem de detritos em expansão de uma supernova na constelação de Cygnus 10.000 a 20.000 anos atrás. O objeto consiste no que parecem ser filamentos semelhantes a cordas, mas a explicação comum é que a onda de choque em expansão do gás aquecido forma uma camada fina que é visível para nós apenas quando está enrugada e amontoada ao longo de nossa linha de visão.
Para o Sol, a equipe apoia a hipótese do véu qualitativamente com exemplos de um modelo amplamente utilizado do campo magnético solar chamado MURaM, desenvolvido por pesquisadores do Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar em Göttingen, Alemanha, e da Universidade de Chicago.
“Fiquei muito empolgado porque, em uma simulação, eu poderia pegar um bisturi e cortar o modelo em diferentes seções, isolar loops individuais e estudá-los”, diz Malanushenko. “E o que eu vi não foi nada parecido com o que eu esperava.”
As feições que pareciam laços coronais de um ângulo, quando vistas em seção transversal, não eram feixes de fios, mas feições em forma de folha em redemoinho.
A equipe reconhece prontamente que muito mais trabalho deve ser feito para verificar sua hipótese – e há muitos desafios em fazê-lo observacionalmente, diz Malanushenko. A equipe acha que as estruturas são tão complexas que, mesmo com vários pontos de vista, seria muito difícil, se não impossível, dizer qual loop é qual e determinar a geometria do véu, se existir.
Fazer medições diretas do véu coronal com naves espaciais também está além de nossas capacidades no momento. A Parker Solar Probe da NASA, lançada em 2018, fará a aproximação mais próxima de uma espaçonave do Sol, chegando a 6,4 milhões de quilômetros de sua superfície visível. Mas para amostrar diretamente os loops coronais ou fazer medições in situ, uma nave teria que se aproximar cerca de 1.000 vezes.
Por enquanto, a equipe planeja fazer o acompanhamento realizando mais modelagem e comparando os resultados com as observações. Uma estratégia para distinguir entre as teorias do laço e do véu é observar o contraste no brilho dos laços aparentes, bem como o espaço entre eles. Os fios devem se destacar fortemente contra o fundo, enquanto um véu resultaria em uma emissão mais difusa entre as rugas brilhantes.
É possível que melhorias na modelagem permitam uma estratégia observacional mais forte, diz Malanushenko. “Dada a força desse impacto, sim, devemos ter cuidado. Devemos procurar confirmação observacional.”
Publicado em 10/04/2022 23h56
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