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Novas imagens mostram em detalhes “cortinas magnéticas” do Sol

Um novo estudo revelou uma análise minuciosa das “cortinas magnéticas”, estruturas luminosas na superfície do Sol. Os físicos responsáveis utilizaram equipamentos de ponta do Telescópio Solar Daniel K. Inouye, no Havaí, o maior do mundo em observação solar, para captar imagens de alta resolução inéditas. 

A equipe pôde observar pela primeira vez em detalhes linhas finas e escuras na camada externa da estrela. Com as fotos, eles puderam ter novas percepções sobre como os campos magnéticos moldam a dinâmica da superfície solar.

“Neste trabalho, investigamos a estrutura em pequena escala da superfície do Sol pela primeira vez com uma resolução espacial sem precedentes de cerca de 20 quilômetros, ou o comprimento da Ilha de Manhattan”, afirmou o Dr. David Kuridze, principal autor do estudo, em um comunicado.

Essas listras tem o nome de estrias e se formam nas bordas dos grânulos – as células de convecção solar. Elas são o resultado de camadas de campos magnéticos semelhantes a cortinas e se movem como panos ao vento. 

Os cientistas puderam observar o fenômeno porque a luz dos grânulos atravessa e interage com as estrias de uma forma única. Se o campo magnético for mais fraco na cortina do que em seu entorno, ele aparece escuro; se for mais forte, ele aparece brilhante. A alternância dessas intensidades resulta no efeito visto nas imagens da pesquisa.

“O magnetismo é um fenômeno fundamental no universo, e faixas magnéticas semelhantes também foram observadas em objetos astrofísicos mais distantes, como nuvens moleculares”, comentou o Dr. Han Uitenbroek, coautor do estudo.

A área ampliada revela detalhes sem precedentes da superfície solar – paredes granulares dominadas por faixas ultrafinas com aproximadamente 20 a 50 quilômetros de largura. (Imagem: NSF/NSO/AURA)

Um novo olhar para o Sol

O estudo só foi possível devido ao Imageador de Banda Larga Visível (VBI) do Inouye — instrumento que destaca as áreas de atividade magnética intensa. Com ele, a equipe pôde observar a fotosfera (superfície solar) com uma precisão 0,03 segundos de arco, o equivalente a uma área de cerca de 20 quilômetros do Sol.

A pesquisa confirma que essas estrias são flutuações magnéticas sutis, mas influentes no ambiente solar. Sua força é comparável a de um imã de geladeira comum, mesmo assim, são capazes de alterar a densidade e a opacidade do plasma, deslocando a superfície visível do Sol em quilômetros.

Telescpio Inouye é o maior do mundo em observação solar
Telescpio Inouye é o maior do mundo em observação solar. (Imagem: VTF/KIS/NSF/NSO/AURA)

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Esse estudo é mais um dos exemplos da tecnologia de ponta do Telescópio Inouye e seu potencial para futuras descobertas. Com ele, cientistas poderão estudar o Sol como nunca antes.

“Esta é apenas uma das muitas estreias do Inouye, demonstrando como ele continua a expandir as fronteiras da pesquisa solar. Ela também destaca o papel vital do telescópio na compreensão da física de pequena escala que impulsiona os eventos climáticos espaciais que impactam nossa sociedade cada vez mais tecnológica aqui na Terra” concluiu o Dr. David Boboltz, diretor associado do Telescópio Inouye.

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Detalhes da superfície do Sol são revelados em imagens inéditas

Imagens captadas por um telescópio e depois restauradas por um sistema de câmeras inovador mostram o Sol como ninguém nunca havia visto antes. As fotos em 8K registraram detalhes inéditos de regiões ativas da superfície solar.

Elas permitem que os cientistas observem estruturas ativas em larga escala, como movimentos de plasma e grupos de manchas solares. Os resultados deste novo trabalho foram descritos em estudo publicado na revista Solar Physics.

Telescópio antigo foi usado pelos cientistas

As imagens em altíssima resolução foram possíveis graças ao novo sistema de câmeras do Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP). Ele restaurou o campo de visão do Telescópio de Torre de Vácuo, em operação desde 1988 em Tenerife, na Espanha.

O processo de restauração envolveu 100 imagens de curta exposição com 8.000 × 6.000 pixels, gravadas a 25 quadros por segundo. Assim, foi alcançada a resolução espacial teórica do telescópio, de até 100 km na superfície do Sol.

Foto original foi restaurada e permitiu uma melhor visualização da superfície solar (Imagem: Solar Physics)

Os pesquisadores explicam que foram eliminadas influências perturbadoras da atmosfera da Terra, revelando áreas de 1/7 do diâmetro da maior estrela do Sistema Solar, o que representa cerca de 200 mil km. Os grandes telescópios normalmente fornecem campos de imagem de apenas cerca de 75 mil km de diâmetro.

Utilizando filtros especiais, eles ainda identificaram minúsculas assinaturas de campo magnético que ficaram tão visíveis quanto estruturas brilhantes. Além disso, observaram áreas com maior atividade e os movimentos do plasma nas regiões ativas em duas camadas da atmosfera solar (fotosfera e transição para a cromosfera).

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Sistema captou manchas solares simples e poros nas regiões ativas (Imagem: Solar Physics)

Imagens ajudam a entender mais sobre a atividade solar

  • De acordo com a equipe responsável pelo trabalho, os resultados permitem investigar a evolução temporal do campo magnético em regiões ativas do Sol.
  • Isso é considerado algo crucial para entender melhor a atividade solar, assim como analisar os processos da estrutura fina e o seu desenvolvimento de longo prazo com vários instrumentos.
  • Agora, as imagens serão usadas para criar gravações em lapso de tempo, que permitirão investigar processos do Sol em escalas de 20 segundos.

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Veja o Sol como nunca antes em fotos históricas feitas por telescópio solar

No topo da montanha Haleakalā, no Havai, o Telescópio Solar Daniel K. Inouye (DKIST) ajuda astrônomos a prever os ventos e jatos emitidos pelo Sol. Ele é o maior do mundo na classe dos telescópios solares e é capaz de tirar fotos de alta definição da superfície da estrela.

O grupo que administra o instrumento acaba de inaugurar a sua mais poderosa câmera: a Visible Tunable Filter (VTF). A nova ferramenta levou uma década em desenvolvimento até que os cientistas pudessem colocá-la em ação.

“Depois de todos esses anos de trabalho, o VTF é um grande sucesso para mim. Espero que este instrumento se torne uma ferramenta poderosa para os cientistas responderem a questões pendentes sobre a física solar”, disse o Dr. Thomas Kentischer, arquiteto-chave por trás do projeto óptico do instrumento, em um comunicado.

Comparação da mancha solar da nova imagem do VTF com o tamanho dos Estados Unidos. (Imagem: VTF/KIS/NSF/NSO/AURA)

A nova câmera consegue ver detalhes de aproximadamente 10 quilômetros por pixel na superfície da estrela. Para fotografias astronômicas, essa qualidade é extremamente alta, tendo em vista que o Sol está a dezenas de milhões de quilômetros da Terra.

Primeiras imagens do VTF mostram aglomerados de manchas solares, marcas escuras no Sol causadas por campos magnéticos intensos que se elevam do interior da estrela. Cada uma dessas manchas é comparável ao tamanho dos continentes da Terra.

“A importância da conquista tecnológica é tanta que se poderia facilmente argumentar que o VTF é o coração do Telescópio Inouye, e ele está finalmente batendo em seu lugar definitivo”, disse Matthias Schubert, cientista principal do projeto.

Telescpio Inouye é o maior do mundo em observação solar
O Inouye é o maior do mundo em observação do Sol. (Imagem: VTF/KIS/NSF/NSO/AURA)

Telescópio Inouye vai além da foto

O VTF não tira apenas uma simples foto. Ele consegue captar diversos comprimentos de onda, além de registrar informações sobre a orientação do campo elétrico da luz (fenômeno da polarização). 

“Ver aquelas primeiras varreduras espectrais foi um momento surreal. Isso é algo que nenhum outro instrumento no telescópio consegue fazer da mesma forma”, disse a Dra. Stacey Sueoka, engenheira óptica sênior do Observatório Solar Nacional, instituto que administra o projeto.

Esses dados ajudam os cientistas ao revelar detalhes da superfície do Sol, dos campos magnéticos e do plasma, que seriam invisíveis sem o equipamento. Isso colabora para que a comunidade cientifica e a humanidade estejam alerta para ventos solares e seus perigos.

As imagens inéditas do Inouye são apenas o começo do VTF. O grupo pretende fazer mais testes e realizar os ajustes finais para que o telescópio possa entrar em pleno funcionamento a partir do próximo ano.

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