Os cientistas combinaram dados da NASA e processamento de imagem de ponta para obter uma nova visão sobre as estruturas solares que criam o fluxo do Sol de vento solar de alta velocidade, detalhado em uma nova pesquisa publicada hoje no The Astrophysical Journal. Este primeiro olhar para caracteri­sticas relativamente pequenas, chamadas de "plumelets", pode ajudar os cientistas a entender como e por que distúrbios se formam no vento solar.

A influaªncia magnanãtica do Sol se estende por bilhaµes de quila´metros, muito além da a³rbita de Plutão e dos planetas, definida por uma força motriz: o vento solar . Este fluxo constante de material solar transporta o campo magnético do Sol para o Espaço, onde ele molda os ambientes ao redor da Terra, outros mundos e nas profundezas do Espaço. Mudanças no vento solar podem criar efeitos de clima espacial que influenciam não apenas os planetas, mas também exploradores humanos e robóticos em todo o sistema solar - e este trabalho sugere que recursos relativamente pequenos e anteriormente inexplorados pra³ximos a superfÍcie do Sol podem desempenhar um papel crucial nas caracteri­sticas do vento solar.

"Isso mostra a importa¢ncia de estruturas e processos de pequena escala no Sol para a compreensão do vento solar em grande escala e do sistema clima¡tico espacial", disse Vadim Uritsky, cientista solar da Universidade Cata³lica da Amanãrica e do Goddard Space Flight Center da NASA, que conduziu o estudo.

Como todo material solar, que éfeito de um tipo de gás ionizado chamado plasma, o vento solar écontrolado por forças magnanãticas. E as forças magnanãticas na atmosfera do Sol são particularmente complexas: asuperfÍcie solar éatravessada por uma combinação em constante mudança de loops fechados de campo magnético e linhas de campo magnético abertas que se estendem para o sistema solar .

a‰ ao longo dessas linhas abertas do campo magnético que o vento solar escapa do Sol para o Espaço. areas de campo magnético aberto no Sol podem criar buracos coronais, manchas de densidade relativamente baixa que aparecem como manchas escuras em certas visualizações ultravioleta do sol. Frequentemente, embutidos nesses buracos coronais estãogaªiseres de material solar que fluem para fora do Sol por dias seguidos, chamados de plumas. Essas plumas solares aparecem brilhantes em visaµes ultravioleta extremas do Sol, tornando-as facilmente visa­veis para observata³rios como o satanãlite Solar Dynamics Observatory da NASA e outras Espaçonaves e instrumentos. Como regiaµes de material solar particularmente denso em campo magnético aberto, as plumas desempenham um grande papel na criação do vento solar de alta velocidade- o que significa que seus atributos podem moldar as caracteri­sticas do pra³prio vento solar.

Usando observações de alta resolução do satanãlite Solar Dynamics Observatory, ou SDO, junto com uma técnica de processamento de imagem desenvolvida para este trabalho, Uritsky e colaboradores descobriram que essas plumas são, na verdade, feitas de fios muito menores de material, que eles chamam de plumeletes. Enquanto a totalidade da pluma se estende por cerca de 70.000 milhas nas imagens do SDO, a largura de cada filamento da plumelet éde apenas alguns milhares de milhas, variando de cerca de 2.300 milhas no menor a cerca de 4.500 milhas de largura para as plumeletas mais largas observadas.

Embora trabalhos anteriores tenham sugerido uma estrutura dentro das plumas solares, esta éa primeira vez que os cientistas observaram plumeletes em foco na­tido. As técnicas usadas para processar as imagens reduziram o "rua­do" nas imagens solares, criando uma visão mais na­tida que revelou as plumeletes e suasmudanças sutis em detalhes claros.

Seu trabalho, focado em uma pluma solar observada em 2-3 de julho de 2016, mostra que o brilho da pluma vem quase inteiramente das plumeletes individuais, sem muita penugem adicional entre as estruturas. Isso sugere que as plumas são mais do que apenas uma caracterí­stica dentro do sistema maior de uma pluma, mas sim os blocos de construção de que as plumas são feitas.

"As pessoas viram estruturas na base das plumas por um tempo", disse Judy Karpen, uma das autoras do estudo e chefe do Laborata³rio de Clima Espacial da Divisão de Ciência Heliofa­sica da NASA Goddard. "Mas descobrimos que a própria pluma éum feixe dessas plumeletes mais densas e fluidas, o que émuito diferente da imagem de plumas que ta­nhamos antes."

Eles também descobriram que as plumeletes se movem individualmente, cada uma oscilando por conta própria - sugerindo que o comportamento em pequena escala dessas estruturas pode ser o principal fator por trás das interrupções no vento solar, além de seu comportamento coletivo em larga escala.

Os processos que criam o vento solar geralmente deixam assinaturas no pra³prio vento solar -mudanças na velocidade do vento, composição, temperatura e campo magnético que podem fornecer pistas sobre a física subjacente do Sol. As plumeletas solares também podem deixar essas impressaµes digitais, revelando mais sobre seu papel exato na criação do vento solar, embora encontra¡-las e interpreta¡-las possa ser seu pra³prio desafio complexo.

Uma fonte importante de dados seráa Parker Solar Probe da NASA, que voou mais perto do Sol do que qualquer outra Espaçonave - alcana§ando distâncias de até4 milhões de milhas dasuperfÍcie solar atéo final de sua missão - captura medições de alta resolução do vento solar, uma vez que oscila pelo Sol a cada poucos meses. Suas observações, mais próximas do Sol e mais detalhadas do que as de missaµes anteriores, podem revelar assinaturas em plumelet.

Na verdade, uma das descobertas iniciais e inesperadas da Parker Solar Probe pode estar conectada a plumelets. Durante seu primeiro sobreva´o solar em novembro de 2018, a Parker Solar Probe observou reversaµes repentinas na direção do campo magnético do vento solar, apelidadas de "ziguezagues". A causa e a natureza exata dos ziguezagues ainda são um mistério para os cientistas, mas estruturas de pequena escala, como plumelets, podem produzir assinaturas semelhantes.

Encontrar as assinaturas das plumeletes dentro do pra³prio vento solar também depende de quanto bem essas impressaµes digitais sobrevivem a sua jornada para longe do Sol - ou se elas seriam borradas em algum lugar ao longo dos milhões de milhas que viajam do Sol aos nossos observata³rios no Espaço.

A avaliação dessa questãodependera¡ de observata³rios remotos, como a ESA e o Solar Orbiter da NASA, que já obteve as imagens mais próximas do Sol, incluindo uma visão detalhada dasuperfÍcie solar - imagens que são va£o melhorar a  medida que a nave se aproxima do Sol. A próxima missão PUNCH da NASA - liderada por Craig DeForest, um dos autores do estudo das plumeletes - estudara¡ como a atmosfera do Sol faz a transição para o vento solar e também pode fornecer respostas a essa pergunta.

"PUNCH observara¡ diretamente como a atmosfera do Sol faz a transição para o vento solar", disse Uritsky. "Isso nos ajudara¡ a entender se as plumeletes podem sobreviver a  medida que se propagam para longe do Sol - se podem realmente ser injetadas no vento solar ."