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Novas imagens mostram em detalhes “cortinas magnéticas” do Sol

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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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“Chuva de plasma” cai de volta no Sol nas imagens mais nítidas já registradas do fenômeno

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Uma nova tecnologia permitiu que cientistas registrassem, pela primeira vez com grande clareza, um fenômeno impressionante no Sol: plasma “chovendo” de volta na superfície do astro. Esse efeito acontece na coroa solar, a camada mais externa da atmosfera da estrela, visível apenas durante eclipses totais.

As imagens foram feitas por pesquisadores dos EUA usando um novo sistema que corrige distorções causadas pela atmosfera da Terra. O equipamento foi instalado no Telescópio Solar Goode, na Califórnia, e garantiu registros inéditos de detalhes ultrafinos na coroa, com resolução de até 63 quilômetros.

Parte do vídeo mostra o fenômeno chamado “chuva coronal”, em que o plasma – um gás superaquecido e eletricamente carregado – esfria, se condensa e cai de volta para a superfície do Sol. As gotas dessa chuva solar têm largura estimada de menos de 20 quilômetros, algo jamais visto com tanta nitidez até hoje.

Imagem mais nítida já registrada de uma “chuva de plasma” no Sol. Crédito: Schmidt et al./NJIT/NSO/AURA/NSF

A equipe também capturou o movimento de grandes estruturas de plasma que se projetam para fora da estrela, chamadas proeminências solares. Em um dos registros, essas proeminências aparecem sendo moldadas por campos magnéticos intensos, mostrando um comportamento dinâmico e turbulento.

Essas observações foram possíveis graças a um avanço na chamada “óptica adaptativa coronal”, uma tecnologia capaz de corrigir o efeito de distorção da atmosfera da Terra sobre as imagens feitas por telescópios. Essa correção funciona como um “foco automático” para imagens do espaço.

Vídeo de proeminência acima da superfície solar revela sua reestruturação rápida, fina e turbulenta com detalhes sem precedentes. Crédito: Schmidt et al./NJIT/NSO/AURA/NSF

Coroa solar foi observada em detalhes nunca antes alcançados

O sistema usa um espelho que muda de forma 2.200 vezes por segundo para compensar a turbulência do ar. Isso é semelhante ao que câmeras de celular fazem para estabilizar imagens tremidas, mas em uma escala muito mais complexa, voltada para observações astronômicas.

Antes disso, os telescópios conseguiam registrar bem apenas a superfície do Sol, mas tinham dificuldade em observar a coroa com detalhes. O ar em constante movimento na baixa atmosfera terrestre desfocava as imagens, limitando a resolução dos registros por décadas.

Agora, com a nova tecnologia, os cientistas conseguiram observar estruturas da coroa com precisão nunca antes alcançada, abrindo caminho para entender melhor como o Sol funciona, especialmente os processos que ocorrem nessa camada externa misteriosa.

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Tecnologia pode ajudar a desvendar grande enigma do Sol

Um dos maiores enigmas da astronomia solar é o motivo pelo qual a coroa solar é muito mais quente que a própria superfície do Sol. Enquanto a superfície atinge cerca de 5.500 °C, a coroa pode ultrapassar um milhão de graus. As imagens recém-capturadas podem ajudar a desvendar esse mistério.

Além disso, entender o comportamento do plasma na coroa é essencial para estudar o chamado clima espacial – os efeitos das atividades solares sobre a Terra. O material ejetado por erupções solares, por exemplo, pode danificar satélites, redes de energia e sistemas de comunicação.

O projeto foi financiado pela Fundação Nacional de Ciência dos EUA e é fruto da colaboração entre o Observatório Solar Nacional e o Instituto de Tecnologia de Nova Jersey. Os resultados foram publicados nesta terça-feira (27) na revista científica Nature Astronomy.

Em um comunicado, os pesquisadores afirmam que essa inovação marca o início de uma nova era na observação solar. A expectativa é que, com mais resolução e imagens mais nítidas, seja possível compreender melhor a origem das erupções solares e das ejeções de massa coronal.

O trabalho também promete inspirar novas formas de estudar o Sol a partir da Terra. A ideia é que a óptica adaptativa coronal seja adotada por outros observatórios no mundo, ampliando o conhecimento sobre a nossa estrela mais próxima.

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Serpentina de plasma pode desvendar mistérios do Sol

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Uma espiral de plasma giratória parecendo uma serpentina foi flagrada escapando do Sol pela sonda Solar Orbiter, da Agência Espacial Europeia (ESA). O fenômeno ocorreu após uma ejeção de massa coronal (CME) e pode ajudar cientistas a entender como a energia magnética impulsiona o vento solar e grandes erupções no astro.

De acordo com um artigo publicado no periódico científico The Astrophysical Journal, o evento foi registrado em 12 de outubro de 2022 e durou mais de três horas, estendendo-se por cerca de 2 milhões de quilômetros. Esse fluxo de plasma e energia magnética se afastou do Sol, levando informações valiosas sobre o comportamento do campo magnético solar.

Em poucas palavras:

  • A sonda Solar Orbiter capturou uma espiral de plasma se desprendendo do Sol após uma ejeção de massa coronal;
  • O evento durou mais de três horas, se estendendo por 2 milhões de quilômetros na coroa solar;
  • A observação revelou detalhes inéditos sobre a dinâmica das CMEs e do vento solar;
  • O fenômeno foi causado pela reconexão magnética, que reorganiza campos magnéticos e libera energia;
  • Essas descobertas ajudam a explicar o aquecimento da coroa solar e a origem do vento solar.

Na captura, o observatório Solar Orbiter utilizou o instrumento Metis, um coronógrafo que bloqueia o brilho intenso do Sol e permite a observação de sua atmosfera externa, a coroa. É essa camada fina e cheia de serpentinas que fica visível da Terra durante eclipses solares totais.

Embora já tivessem sido registradas estruturas helicoidais na coroa solar, nunca antes houve uma observação com tantos detalhes e por tanto tempo. O comportamento da serpentina fornece pistas sobre a dinâmica do vento solar e das CMEs.

Reconexão magnética provoca erupções solares

Pesquisadores liderados por Paolo Romano, do Instituto Nacional de Astrofísica da Itália, rastrearam a origem da serpentina até a parte inferior da coroa, onde a energia magnética fica armazenada em linhas de campo altamente tensionadas.

A coroa solar contém regiões chamadas buracos coronais, onde as linhas do campo magnético se estendem para o espaço, permitindo que o vento solar escape. A interação entre essas linhas abertas e fechadas resulta em um processo chamado reconexão de intercâmbio.

A reconexão magnética ocorre quando linhas de campo se rompem e depois se reorganizam, liberando energia. Eventos intensos desse tipo podem gerar explosões solares e expelir filamentos magnéticos que se transformam em CMEs.

Visão da sonda Solar Orbiter da enorme serpentina helicoidal de 2 milhões de km de comprimento após uma CME expelida pelo Sol. Créditos: ESA e NASA / Solar Orbiter / Metis & EUI Teams, V. Andretta e P. Romano / INAF

Mesmo em menor escala, essa reconexão alimenta jatos constantes que injetam energia na coroa. Esses jatos geram ondas magnéticas chamadas ondas de Alfvén, que ajudam a impulsionar o plasma para o espaço através dos buracos coronais, alimentando o vento solar.

As observações das sondas Solar Orbiter, da ESA, e Parker, da NASA, indicam que estruturas magnéticas chamadas “cordas de fluxo torcidas” emergem desses eventos. Essas cordas são tubos de energia magnética que formam a espinha dorsal das CMEs.

As cordas de fluxo surgem quando um filamento de plasma sustentado por campos magnéticos fechados interage com campos abertos. A reconexão entre essas regiões libera a energia que impulsiona a CME, lançando plasma e campos magnéticos para o espaço.

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Perturbações no Sol podem gerar “ziguezagues magnéticos”

Foi exatamente esse processo que o Solar Orbiter registrou: uma corda de fluxo torcido emergindo de uma reconexão intensa, liberando uma CME massiva. Esse tipo de estrutura parece ser um elemento essencial na formação das ejeções solares.

Simulações de computador sugerem que a torção das cordas de fluxo ocorre naturalmente durante uma reconexão prolongada. As imagens do Metis mostraram que essa torção diminui conforme a estrutura se afasta do Sol, indicando que o campo magnético se alinha radialmente.

Essas perturbações magnéticas podem gerar variações no campo do vento solar, criando os chamados “ziguezagues magnéticos” – que já foram detectados tanto pela sonda europeia quanto pela norte-americana.

Por décadas, mistérios como o aquecimento extremo da coroa solar e a origem do vento solar desafiaram cientistas. Agora, com essas missões se aproximando do Sol como nunca antes, estamos finalmente desvendando esses segredos.

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