Sonda Parker Solar Probe da NASA identifica o mecanismo que impulsiona o vento rápido do sol
Os dados da Parker Solar Probe ajudaram os pesquisadores a entender como o vento do sol pode atingir velocidades superiores a 1 milhão de milhas por hora. Isso poderia ajudar na previsão de grandes erupções solares, aumentar nossa compreensão dos fenômenos do vento cósmico e ajudar na busca de planetas habitáveis.
Os ventos mais rápidos já registrados na Terra atingiram mais de 320 quilômetros por hora, mas mesmo essas rajadas são pálidas em comparação com o vento do sol.
Em um artigo publicado em 7 de junho de 2023 na revista Nature, uma equipe de pesquisadores usou dados da Parker Solar Probe da NASA para explicar como o vento solar é capaz de ultrapassar velocidades de 1 milhão de milhas por hora. Eles descobriram que a energia liberada do campo magnético perto da superfície do sol é poderosa o suficiente para conduzir o rápido vento solar, que é feito de partículas ionizadas – chamadas de plasma – que fluem para fora do sol.
James Drake, um ilustre professor universitário do Departamento de Física e Instituto de Ciência Física e Tecnologia (IPST) da Universidade de Maryland, co-liderou esta pesquisa ao lado do primeiro autor Stuart Bale, da UC Berkeley. Drake disse que os cientistas tentam entender os motores do vento solar desde a década de 1950 – e com o mundo mais interconectado do que nunca, as implicações para a Terra são significativas.
O vento solar forma uma bolha magnética gigante, conhecida como heliosfera, que protege os planetas em nosso sistema solar de uma barragem de raios cósmicos de alta energia que giram em torno da galáxia. No entanto, o vento solar também carrega plasma e parte do campo magnético do sol, que pode colidir com a magnetosfera da Terra e causar distúrbios, incluindo tempestades geomagnéticas.
Essas tempestades ocorrem quando o sol experimenta uma atividade mais turbulenta, incluindo erupções solares e enormes expulsões de plasma para o espaço, conhecidas como ejeções de massa coronal. As tempestades geomagnéticas são responsáveis por espetáculos espetaculares de luzes da aurora que podem ser vistas perto dos pólos da Terra, mas, em sua forma mais poderosa, podem derrubar a rede elétrica de uma cidade e potencialmente até interromper as comunicações globais. Tais eventos, embora raros, também podem ser mortais para os astronautas no espaço.
“Os ventos carregam muitas informações do sol para a Terra, então entender o mecanismo por trás do vento do sol é importante por razões práticas na Terra”, disse Drake. “Isso afetará nossa capacidade de entender como o sol libera energia e impulsiona as tempestades geomagnéticas, que são uma ameaça às nossas redes de comunicação.”
Estudos anteriores revelaram que o campo magnético do sol estava de alguma forma impulsionando o vento solar, mas os pesquisadores não conheciam o mecanismo subjacente. No início deste ano, Drake foi coautor de um artigo que argumentava que o aquecimento e a aceleração do vento solar são impulsionados pela reconexão magnética – um processo que Drake dedicou sua carreira científica ao estudo.
Os autores explicaram que toda a superfície do sol é coberta por pequenos “jatos” de plasma quente que são impulsionados para cima pela reconexão magnética, que ocorre quando campos magnéticos apontando em direções opostas se conectam. Por sua vez, isso desencadeia a liberação de grandes quantidades de energia.
“Duas coisas que apontam em direções opostas muitas vezes acabam se aniquilando e, nesse caso, isso libera energia magnética”, disse Drake. “Essas explosões que acontecem no sol são todas acionadas por esse mecanismo. É a aniquilação de um campo magnético.”
Para entender melhor esses processos, os autores do novo artigo da Nature usaram dados da Parker Solar Probe para analisar o plasma que flui da coroa – a camada mais externa e mais quente do sol. Em abril de 2021, Parker se tornou a primeira espaçonave a entrar na coroa do sol e tem se aproximado do sol desde então. Os dados citados neste artigo foram obtidos a uma distância de 13 raios solares, ou aproximadamente 5,6 milhões de milhas do sol.
“Quando você chega muito perto do sol, começa a ver coisas que simplesmente não consegue ver da Terra”, disse Drake. “Todos os satélites que cercam a Terra estão a 210 raios solares do sol, e agora estamos reduzidos a 13. Estamos o mais perto que vamos chegar.”
Usando esses novos dados, os autores do artigo da Nature forneceram a primeira caracterização das explosões de energia magnética que ocorrem em buracos coronais, que são aberturas no campo magnético do sol, bem como a fonte do vento solar.
Os pesquisadores demonstraram que a reconexão magnética entre campos magnéticos abertos e fechados – conhecida como conexão de intercâmbio – é um processo contínuo, e não uma série de eventos isolados como se pensava anteriormente. Isso os levou a concluir que a taxa de liberação de energia magnética, que impulsiona o jato externo de plasma aquecido, era poderosa o suficiente para superar a gravidade e produzir o vento rápido do sol.
Ao entender essas liberações menores de energia que ocorrem constantemente no sol, os pesquisadores esperam entender – e possivelmente até prever – as erupções maiores e mais perigosas que lançam plasma no espaço. Além das implicações para a Terra, as descobertas deste estudo também podem ser aplicadas a outras áreas da astronomia.
“Os ventos são produzidos por objetos em todo o universo, então entender o que impulsiona o vento do sol tem amplas implicações”, disse Drake. “Os ventos das estrelas, por exemplo, desempenham um papel crucial na proteção dos sistemas planetários dos raios cósmicos galácticos, que podem afetar a habitabilidade.”
Isso não apenas ajudaria nossa compreensão do universo, mas possivelmente também a busca por vida em outros planetas.
Publicado em 07/07/2023 20h00
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