Ondas de Alfvén torcionais em pequena escala na coroa solar: nova pista sobre o aquecimento

Um enigma antigo do aquecimento da coroa solar

Há décadas, cientistas tentam decifrar por que a coroa do Sol (a sua atmosfera externa) atinge temperaturas absurdamente altas enquanto a superfície permanece relativamente amena - e um estudo recente trouxe uma pista importante.

Evidência direta de ondas de Alfvén torcionais em pequena escala

Uma equipa internacional de investigadores relata a primeira evidência nítida de ondas de Alfvén torcionais em pequena escala espalhadas por toda a coroa. Essas ondas propagam-se ao longo de campos magnéticos, girando enquanto avançam e levando plasma para cima.

Até aqui, os cientistas só tinham identificado ondas de Alfvén maiores e pontuais, associadas a erupções solares. A existência de ondas menores na coroa era prevista por hipóteses e modelos, mas ainda não tinha sido observada de forma direta.

Ao indicar um caminho para o transporte de energia e matéria, essas ondas ajudam a esclarecer como o plasma superaquecido sai da superfície do Sol - onde a temperatura é de cerca de 5.500 °C - chega à coroa, que alcança milhões de graus Celsius, e depois libera essa energia.

"Esta descoberta encerra uma busca prolongada por essas ondas, que tem origem na década de 1940", diz o físico Richard Morton, da Northumbria University, no Reino Unido.

"Finalmente conseguimos observar diretamente esses movimentos torcionais torcendo as linhas de campo magnético para frente e para trás na coroa."

Como o Telescópio Solar Daniel K. Inouye captou o sinal

O avanço só foi possível graças a imagens de alta resolução geradas pelo telescópio solar mais potente do mundo, o Telescópio Solar Daniel K. Inouye, da National Science Foundation dos EUA, no Havaí.

Os instrumentos do telescópio permitem medir com precisão excecional o movimento do plasma solar (partículas carregadas). Para rastrear esse plasma, a equipa analisou o deslocamento de ferro superaquecido: ele emite assinaturas de luz mais azuladas quando o material se aproxima da Terra e mais avermelhadas quando se afasta.

Quando os investigadores conseguiram eliminar a interferência causada por outros movimentos ondulatórios do plasma - que balançam de um lado para o outro - os dados passaram a revelar tanto o deslocamento do plasma quanto a torção que a equipa procurava.

"O movimento do plasma na coroa do Sol é dominado por movimentos de balanço", afirma Morton. "Eles mascaram os movimentos torcionais, então eu tive de desenvolver uma forma de remover esse balanço para encontrar a torção."

Impactos para o vento solar e a previsão do clima espacial

Os resultados oferecem uma visão bem mais clara de como funciona, de facto, a gigantesca fornalha do Sol, além de alimentarem pesquisas sobre os ventos solares que saem do astro e viajam até a Terra - com potencial para derrubar redes de satélites e sistemas de energia.

As ondas de Alfvén torcionais em pequena escala podem estar a contribuir para as forças necessárias para empurrar esses ventos para além da influência da gravidade solar e, ao mesmo tempo, ajudar a coroa a atingir temperaturas extremamente escaldantes.

Ver esses processos em ação e representá-los com precisão em modelos também significa que previsões do clima espacial podem ficar melhores, aumentando a antecedência dos alertas sobre tempestades geomagnéticas capazes de afetar a Terra.

Agora que essas pequenas ondas de Alfvén foram detetadas, trabalhos futuros poderão investigar com mais detalhe os seus mecanismos e a sua distribuição, inclusive em regiões mais amplas da coroa. Outras teorias sobre o funcionamento do Sol também poderão ser testadas e examinadas com mais rigor.

"Esta pesquisa fornece uma validação essencial para a gama de modelos teóricos que descrevem como a turbulência de ondas de Alfvén alimenta a atmosfera solar", diz Morton.

"Ter observações diretas finalmente nos permite testar esses modelos contra a realidade."

A pesquisa foi publicada na Nature Astronomy.