Tecnologia Científica

Eclipses solares totais iluminam o vento solar com a ajuda da missão ACE da NASA
Com as imagens, eles descobriram uma descoberta surpreendente sobre o vento do Sol e sua fina atmosfera externa - a corona - que são évisível em sua totalidade durante um eclipse.
Por Mara Johnson-Groh - 16/06/2021


Filtros especiais permitem aos cientistas medir diferentes temperaturas na coroa durante eclipses solares totais, como este visto em Mitchell, Oregon, em 21 de agosto de 2017. A luz vermelha éemitida porpartículas de ferro carregadas a 1,8 milhões de graus Fahrenheit e as verdes são aqueles em 3,6 milhões de graus Fahrenheit. Crédito: M. Druckmuller e publicado em Habbal et al. 2021

Desde a travessia de dunas de areia no Deserto do Saara atéa vigila¢ncia de ursos polares no artico, um grupo de cientistas solares conhecido como "Solar Wind Sherpas" liderado por Shadia Habbal, viajou atéos confins da Terra para observar cientificamente eclipses solares totais - os momentos fugazes em que a Lua bloqueia completamente o Sol, temporariamente transformando o dia em noite. Com as imagens, eles descobriram uma descoberta surpreendente sobre o vento do Sol e sua fina atmosfera externa - a corona - que são évisível em sua totalidade durante um eclipse.

Em mais de uma década de observações de eclipses totais feitas ao redor do mundo, a equipe notou que a corona mantanãm uma temperatura razoavelmente constante , apesar dasmudanças dina¢micas na regia£o que ocorrem em uma rotação de 11 anos conhecida como ciclo solar . Da mesma forma, o vento solar - o fluxo constante departículas que o Sol libera da coroa em todo o sistema solar - corresponde a  mesma temperatura.

"A temperatura nas fontes do vento solar na coroa équase constante ao longo de um ciclo solar", disse Shadia Habbal, pesquisadora solar da Universidade do Havaa­ que liderou o estudo. "Esta descoberta éinesperada porque as estruturas coronais são impulsionadas pormudanças na distribuição de plasmas magnetizados na corona, que variam muito ao longo do ciclo solar magnético de 11 anos."

As novas descobertas, publicadas no Astrophysical Journal Letters , estãoajudando os cientistas a entender melhor o vento solar, que éum componente-chave do clima espacial que pode impactar o hardware eletra´nico e as atividades dos astronautas no Espaço. Os resultados também podem ajudar os cientistas a entender um mistério solar de longa data: como a corona chega a ser mais de um milha£o de graus mais quente do que as camadas atmosfanãricas inferiores.

Mais do que imagens bonitas

Cientistas tem usado eclipses solares totais por mais de um século para aprender mais sobre nosso universo, incluindo decifrar a estrutura do Sol e eventos explosivos, encontrar evidaªncias para a teoria da relatividade geral e atémesmo descobrir um novo elemento - o hanãlio. Embora instrumentos chamados corona³grafos sejam capazes de imitar eclipses, eles não são bons o suficiente para acessar toda a extensão da coroa que érevelada durante um eclipse solar total. Em vez disso, os astrônomos devem viajar para regiaµes distantes da Terra para observar a coroa durante os eclipses, que ocorrem a cada 12 a 18 meses e duram apenas alguns minutos.

Por meio de viagens a  Austra¡lia, La­bia, Monga³lia, Oregon e além , a equipe reuniu 14 anos de imagens de eclipse solar total de alta resolução de todo o mundo. Eles capturaram os eclipses usando ca¢meras equipadas com filtros especializados para ajuda¡-los a medir as temperaturas daspartículas da parte mais interna da coroa, as fontes do vento solar.

Uma visão de perto de uma proeminaªncia (as áreas rosadas) - a estrutura
magnanãtica mais fria e complexa da corona. As proeminaªncias estão
diretamente ligadas aos arcos quentes sobrejacentes (os laa§os cinzentos)
na coroa. Sua dina¢mica conduz o vento solar varia¡vel e erupções chamadas
ejeções de massa coronal. Acredita-se que as proeminaªncias também
estejam diretamente ligadas a smudanças regionais de temperatura
na coroa ao longo de um ciclo solar, a  medida que aumentam
com a atividade solar. Crédito: Habbal et al. 2021

Os pesquisadores usaram a luz emitida por dois tipos comuns departículas de ferro carregadas na corona para determinar a temperatura do material ali. Os resultados mostraram inesperadamente que a quantidade departículas mais frias - que eram mais abundantes e contribua­am com a maior parte do material do vento solar - eram surpreendentemente consistentes em momentos diferentes durante o ciclo solar. O material esparso mais quente variou muito mais com o ciclo solar, enquanto a velocidade do vento solar variou de 185 a 435 milhas por segundo.
 
"Isso significa que o que quer que esteja aquecendo a maior parte da coroa e do vento solar não depende muito do ciclo de atividade do Sol", disse Benjamin Boe, um pesquisador solar da Universidade do Havaa­ envolvido na nova pesquisa.

A descoberta ésurpreendente, pois sugere que, embora a maior parte do vento solar seja proveniente de fontes com temperatura aproximadamente constante, ele pode ter velocidades totalmente diferentes. "Portanto, agora a questãoanã: quais processos mantem a temperatura das fontes de vento solar em um valor constante?" Habbal disse.

The Dynamic Sun

A equipe também comparou os dados do eclipse com medições tiradas do Advanced Composition Explorer da NASA, ou ACE, Espaçonave, que fica no espaço a 1 milha£o de milhas de distância da Terra na direção do Sol e também foi essencial para revelar as propriedades do componente dina¢mico de o vento solar. As velocidades varia¡veis ​​do vento dina¢mico foram distinguidas pela variabilidade dos estados de carga do ferro associados a elas. Os dados da Espaçonave mostraram que as velocidades daspartículas vistas no vento solar varia¡vel mudaram em relação aos estados de carga de ferro associados a elas. As bainhas de alta temperatura em torno de eventos chamados proeminaªncias, descobertas a partir de observações de eclipses,

Embora a equipe não saiba por que as fontes do vento solar estãona mesma temperatura, eles pensam que as velocidades variam dependendo da densidade da regia£o de onde se originaram, que édeterminada pelo campo magnético subjacente. Partí­culas que voam rápido vão de regiaµes de baixa densidade e as mais lentas de regiaµes de alta densidade. Provavelmente, isso ocorre porque a energia édistribua­da entre todas aspartículas de uma regia£o. Portanto, em áreas onde hámenospartículas, hámais energia para cada parta­cula individual. Isso ésemelhante a dividir um bolo de aniversa¡rio - se houver menos pessoas, havera¡ mais bolo para cada pessoa.

As novas descobertas fornecem novos insights sobre as propriedades do vento solar , que éum componente-chave do clima espacial que pode impactar satanãlites de comunicação baseados no espaço e plataformas de observação astrona´mica. A equipe planeja continuar viajando pelo globo para observar eclipses solares totais. Eles esperam que seus esforços possam eventualmente lana§ar uma nova luz sobre o antigo mistério solar: como a corona atinge uma temperatura de um milha£o de graus, muito mais quente do que asuperfÍcie solar.

 

.
.

Leia mais a seguir