Durante décadas, os cientistas têm tentado perceber porque é que a coroa solar (a atmosfera exterior do Sol) atinge temperaturas abrasadoras, enquanto a superfície permanece relativamente amena - e um novo estudo veio acrescentar uma pista decisiva para resolver este enigma.
Ondas de Alfvén torsionais na coroa solar: a evidência que faltava
Uma equipa internacional apresentou a primeira prova inequívoca de que existem ondas de Alfvén torsionais de pequena escala disseminadas por toda a coroa. Estas ondas propagam-se ao longo dos campos magnéticos, rodando e “torcendo” as linhas de campo enquanto avançam, ao mesmo tempo que transportam plasma para altitudes superiores.
Até aqui, os investigadores só tinham identificado ondas de Alfvén de maior dimensão e de ocorrência isolada, normalmente associadas a erupções e fulgurações solares. A hipótese de que também existiam versões mais pequenas na coroa era antiga - mas faltava uma observação direta que confirmasse a sua presença.
Como estas ondas ajudam a explicar o aquecimento extremo da coroa
A deteção destas ondas ajuda a clarificar como é que o plasma extremamente quente consegue deslocar-se desde a superfície do Sol, onde as temperaturas rondam os 5 500 °C, até à coroa, que pode atingir milhões de graus Celsius, e como essa energia acaba por ser libertada.
Segundo o físico Richard Morton, da Universidade de Northumbria (Reino Unido), esta descoberta encerra “uma procura longa” com raízes na década de 1940. Morton sublinha que, finalmente, foi possível observar diretamente os movimentos torsionais que fazem as linhas de campo magnético oscilar para a frente e para trás na coroa.
O telescópio que permitiu ver o invisível
O avanço foi possível graças a imagens de altíssima resolução obtidas pelo telescópio solar mais potente do mundo: o Telescópio Solar Daniel K. Inouye, da Fundação Nacional de Ciência dos EUA, instalado no Havai.
Os instrumentos deste observatório permitem medir com enorme precisão o movimento do plasma solar (partículas carregadas). Para seguir esse movimento, os investigadores analisaram o deslocamento de ferro super-aquecido: a assinatura luminosa torna-se mais azulada quando o material se aproxima da Terra e mais avermelhada quando se afasta.
O desafio principal era separar o sinal procurado de outras oscilações dominantes. Na coroa, o plasma é frequentemente “balançado” por movimentos laterais, que escondem a torção. Depois de remover essa interferência, os dados passaram a revelar, de forma clara, tanto a deslocação do plasma como o padrão de rotação compatível com as ondas torsionais.
Morton explica que o movimento do plasma na coroa é dominado por essas oscilações de balanço, que mascaram a torção - e que foi necessário desenvolver uma forma de eliminar o balanço para isolar o movimento de “torcer” que se pretendia detetar.
Impacto no vento solar e na meteorologia espacial
Além de ajudar a compreender melhor como funciona o “forno” colossal do Sol, estes resultados alimentam a investigação sobre os ventos solares - fluxos de partículas que escapam do Sol e podem chegar à Terra, com capacidade para afetar redes de satélites e sistemas elétricos.
As ondas de Alfvén torsionais de pequena escala podem contribuir para a força necessária para impulsionar esses ventos para além da influência da gravidade solar e, simultaneamente, para elevar a coroa a temperaturas extraordinariamente elevadas.
Ao observar estes processos em funcionamento e ao consegui-los modelar com maior rigor, torna-se possível melhorar as previsões de meteorologia espacial, aumentando a antecedência com que se podem emitir alertas sobre tempestades geomagnéticas com potencial impacto no nosso planeta.
O que se segue: mecanismos, distribuição e testes a modelos
Com estas ondas pequenas já identificadas, o próximo passo é estudar com maior detalhe os seus mecanismos, a forma como se distribuem e como variam em regiões mais extensas da coroa. Ao mesmo tempo, outras explicações para o funcionamento do Sol poderão ser avaliadas e testadas com critérios mais exigentes.
Um aspeto particularmente relevante é perceber onde e como a energia associada a estas ondas é dissipada: por exemplo, através de turbulência, de interações entre estruturas magnéticas ou de processos de amortecimento que convertam a energia ondulatória em calor. Mapear esses pontos de dissipação poderá aproximar a comunidade científica de uma resposta mais completa para o aquecimento coronal.
Também será importante combinar estas observações com dados de missões espaciais que estudam o ambiente solar em proximidade, permitindo ligar o que se vê na coroa ao que é medido diretamente no espaço interplanetário. Essa ponte entre observação remota e medições locais ajudará a refinar modelos e a reduzir incertezas na previsão de eventos extremos.
Morton afirma que este trabalho fornece uma validação essencial para a gama de modelos teóricos que descrevem como a turbulência das ondas de Alfvén alimenta a atmosfera solar e que, com observações diretas, passa a ser possível confrontar esses modelos com a realidade.
O estudo foi publicado na revista científica Astronomia Nature.
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