Ondas misteriosas de magnetismo podem explicar por que a atmosfera do Sol é mais quente do que os físicos pensavam ser possível

Jun 16, 2023

A coroa solar é 200 vezes mais quente que a sua superfície, desafiando os modelos de corpos estelares. Agora, este quebra-cabeça de 80 anos pode finalmente ter uma solução.

Ondas magnéticas de alta frequência que atravessam o Sol podem explicar por que a temperatura da atmosfera da nossa estrela é 200 vezes mais quente que a da sua superfície.

A temperatura da atmosfera superior do Sol, chamada coroa, pode atingir mais de 1,1 milhão de graus Celsius (2 milhões de graus Fahrenheit), enquanto 1.600 quilômetros mais perto do núcleo, a fotosfera – a superfície visível do Sol – fervilha. a uma temperatura relativamente gelada de 10.000 F (5.500 C).

Este problema de aquecimento coronal surge da principal fonte de calor do Sol, que é a fusão nuclear que ocorre no seu núcleo. Os modelos estelares sugerem que as regiões mais distantes do núcleo deverão sofrer quedas de temperatura – algo que a coroa desafia por ser mais quente do que a fotosfera subjacente. É como se afastar do fogo e descobrir que o ar fica mais quente.

Os cientistas há muito que suspeitam que os fenómenos magnéticos podem desempenhar um papel no sentido de ajudar a atmosfera superior do Sol a manter as altas temperaturas que desafiam a física. Agora, observações de pequenas e rápidas oscilações em estruturas magnéticas na coroa pela sonda Solar Orbiter da Agência Espacial Europeia (ESA) poderão finalmente identificar exactamente o que aquece a coroa.

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“Nos últimos 80 anos, os astrofísicos tentaram resolver este problema e agora surgem cada vez mais evidências de que a coroa pode ser aquecida por ondas magnéticas”, disse Tom Van Doorsselaere, astrofísico de plasma da Universidade KU Leuven, na Bélgica, num comunicado. declaração. Van Doorsselaere é coautor de um novo artigo que detalha a pesquisa, publicado em 17 de julho no Astrophysical Journal Letters.

Apesar de ser muito mais quente que a fotosfera, a coroa ainda é apagada pela luz da fotosfera subjacente. Isso significa que observá-lo da Terra requer esperar por um eclipse lunar, no qual o disco da lua bloqueia a fotosfera, ou usar equipamento especializado que reproduza o efeito.

Da sua posição a cerca de 26 milhões de milhas (42 milhões de km) do Sol, o Solar Orbiter não tem tais problemas. A sonda da ESA pode usar o seu telescópio Extreme Ultraviolet Imager (EUI) operado pelo Observatório Real da Bélgica (ROB) para criar imagens da coroa solar com uma resolução sem precedentes.

A espaçonave, atualmente observando o outro lado do Sol a partir de nossa perspectiva aqui na Terra, e o Full Sun Imager da EUI e seu High-Resolution Imager detectaram as pequenas ondas magnéticas atravessando o plasma, um gás escaldante de partículas carregadas que compreende nossa estrela, em 12 de outubro de 2022.

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Depois que o EUI revelou essas novas oscilações rápidas e de pequena escala, a equipe quis saber se elas contribuíam com mais energia para o aquecimento coronal do que as oscilações mais lentas e de baixa frequência descobertas anteriormente. Para investigar isto, a equipe conduziu uma meta-análise de vários estudos solares anteriores.

A partir desta análise, os cientistas concluíram que as oscilações de alta frequência fornecem, de facto, significativamente mais energia para o aquecimento da coroa do que as suas contrapartes mais lentas.

Para confirmar a ligação entre o aquecimento coronal e as ondas magnéticas de alta frequência, os cientistas continuarão a observar a atmosfera exterior do Sol com o Solar Orbiter e os seus instrumentos.

“Uma vez que seus resultados indicaram um papel fundamental para oscilações rápidas no aquecimento coronal, dedicaremos grande parte de nossa atenção ao desafio de descobrir ondas magnéticas de alta frequência com EUI”, disse o pesquisador ROB e principal investigador do EUI, David Berghmans, no comunicado.