Uma nova análise argumenta que erupções onipresentes na coroa do sol explicam o vasto fluxo de partículas carregadas vistas fluindo pelo sistema solar.
Torrentes de partículas carregadas se elevam continuamente da atmosfera do sol e irradiam para fora a milhões de quilômetros por hora, produzindo um vento solar tão imenso que seu limite define a borda externa de nosso sistema solar.
Apesar do vasto alcance desse vento, sua formação tem sido um enigma. Agora, uma nova análise argumenta que o vento solar é alimentado por um conjunto coletivo de erupções intermitentes de pequena escala semelhantes a jatos na coroa do sol, ou camada externa. “A ideia é semelhante a como os sons de palmas individuais em um auditório se tornam um rugido constante quando o público aplaude”, disse Craig DeForest, físico solar do Southwest Research Institute em Boulder, Colorado, e coautor do estudo.
Embora os cientistas já soubessem que a coroa abrigava pequenos jatos que normalmente duram vários minutos, eles haviam descoberto anteriormente apenas um pequeno número deles, principalmente na base de plumas emergindo de regiões mais frias e menos densas da coroa conhecidas como buracos coronais.
O novo estudo revela que eles são onipresentes. “Uma vez que você sabe como encontrá-los, você vê que eles estão em toda parte, basicamente em todas as estruturas da coroa o tempo todo”, disse o co-autor Dan Seaton, um físico solar que também está no Southwest Research Institute.
A equipe descobriu que os jetlets, cada um com entre 1.000 e 3.000 quilômetros de largura, estão presentes mesmo durante o mínimo solar, a fase menos ativa do ciclo de 11 anos do sol – um resultado que é consistente com a natureza penetrante do vento solar. “Você pode escolher aleatoriamente qualquer dia e os jetlets estão lá, assim como o vento solar”, disse Nour Raouafi, físico solar do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins e principal autor do estudo.
No artigo que apresenta as novas descobertas, publicado no mês passado no Astrophysical Journal, a equipe fornece evidências de que os jetlets são acionados por um processo chamado reconexão magnética, que aquece e acelera um plasma de partículas carregadas. Os pesquisadores sugerem que os jetlets então produzem ondas que aquecem a coroa e permitem que o plasma escape da gravidade do sol e se aglutine para formar o vento solar.
“Os números parecem promissores e mostram que é realmente possível que jetlets possam fornecer a massa perdida pelo sol para o vento solar”, disse Charles Kankelborg, físico solar da Montana State University, que não participou do estudo.
O motor
A ideia de que eventos intermitentes de pequena escala poderiam impulsionar coletivamente o vento solar vem do trabalho de Eugene Parker, um físico solar pioneiro que morreu no ano passado. Em 1988, ele sugeriu que um “enxame de nanoflares” impulsionado por pequenas rajadas de reconexão magnética poderia aquecer a coroa o suficiente para alimentar o vento.
No entanto, encontrar evidências dessa reconexão em pequena escala provou ser difícil devido à baixa resolução das medições magnéticas.
Para o novo estudo, os pesquisadores examinaram imagens de alta resolução de várias fontes, incluindo o Solar Dynamics Observatory da NASA, os satélites GOES-R – mais conhecidos como satélites meteorológicos – e o Telescópio Solar Goode no Observatório Solar de Big Bear. Eles descobriram que as regiões coronais que antes pareciam desprovidas de fluxo magnético eram, na verdade, preenchidas com campos magnéticos complexos. A equipe também conseguiu vincular vários jetlets a eventos de reconexão específicos. Os pesquisadores esperam que dados de campo magnético de escala ainda mais fina possam revelar taxas mais altas de reconexão e jato.
A equipe sugeriu que os jetlets criam um tipo específico de onda, chamadas ondas de Alfvén, que aquecem a coroa. As ondas de Alfvén foram pensadas como um mecanismo concorrente que poderia explicar o vento solar. Mas há uma visão crescente de que esses processos podem funcionar juntos. “A presença global desses jetlets impulsionados pela reconexão fornece uma explicação natural tanto para a reconexão quanto para as ondas de Alfvén que alimentam o vento solar”, disse Judith Karpen, física solar do Goddard Space Flight Center da NASA.
Os pesquisadores antecipam que os próximos esforços revelarão processos coronais em detalhes sem precedentes. Sua esperança está em telescópios mais novos, como o Telescópio Solar Daniel K. Inouye no Observatório Solar Nacional, bem como o Solar Orbiter, um projeto conjunto da NASA e da Agência Espacial Europeia lançado em 2020.
“Pode acontecer que o espectro do jato vá de eventos relativamente grandes terminando com as nanoflares de Parker nas menores escalas”, disse Raouafi.
E os jetlets podem estar envolvidos com eventos de grande escala no sol, como erupções e ejeções de massa coronal, disse Jie Zhang, físico solar da Universidade George Mason. “Erupções de pequena escala podem desempenhar um papel na transformação de configurações magnéticas em estruturas de grande escala mais coerentes que podem armazenar grandes quantidades de energia antes da erupção”, disse ele.
Por enquanto, as novas descobertas do jetlet validaram o legado de Parker e seus contemporâneos. “Aqui estão algumas observações 30 anos depois, dizendo que provavelmente estavam certas”, disse Kankelborg.
Publicado em 26/04/2023 07h32
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