ESA/ATG medialab
Impressão de artista da Solar Orbiter numa órbita interior à de Mercúrio.
A sonda espacial Solar Orbiter da ESA/NASA descobriu uma multiplicidade de pequenos jatos de material que escapam da atmosfera exterior do Sol. Cada jato dura entre 20 e 100 segundos e expele plasma a cerca de 100 km/s. Estes jatos poderão ser a fonte, há muito procurada, do vento solar.
O vento solar é constituído por partículas carregadas, conhecidas como plasma, que escapam continuamente do Sol.
Propaga-se para o exterior através do espaço interplanetário, colidindo com tudo o que se encontra no seu caminho. Quando o vento solar colide com o campo magnético da Terra, produz as auroras.
Embora o vento solar seja uma caraterística fundamental do Sol, a compreensão de como e onde é gerado perto do Sol tem-se revelado ilusória e tem sido um foco chave de estudo durante décadas.
Agora, graças à sua instrumentação superior, a Solar Orbiter deu um importante passo em frente.
Os dados provêm do instrumento EUI (Extreme Ultraviolet Imager) da Solar Orbiter. As imagens do polo sul do Sol, obtidas pelo EUI no dia 30 de março de 2022, revelam uma população de características ténues e de curta duração que estão associadas a pequenos jatos de plasma ejetados da atmosfera do Sol.
“Só foi possível detetar estes pequenos jatos graças às imagens de alta resolução e alta cadência sem precedentes produzidas pelo EUI”, afirma Lakshmi Pradeep Chitta, do Instituto Max Planck para a Investigação do Sistema Solar, Alemanha, e principal autor do artigo que descreve este trabalho.
As imagens foram obtidas no canal ultravioleta extremo do gerador de imagens de alta resolução do EUI, que observa plasma solar com milhões de graus a um comprimento de onda de 17,4 nanómetros.
De particular importância é o facto de a análise mostrar que estas características são provocadas pela expulsão de plasma da atmosfera solar.
Há décadas que os investigadores sabem que uma fração significativa do vento solar está associada a estruturas magnéticas chamadas buracos coronais – regiões onde o campo magnético do Sol não se volta para o Sol. Em vez disso, o campo magnético estende-se até às profundezas do Sistema Solar.
O plasma pode fluir ao longo destas linhas “abertas” do campo magnético, dirigindo-se para o Sistema Solar, criando o vento solar.
Mas a questão era: como é que o plasma é lançado?
O pressuposto tradicional era que, devido ao facto da coroa solar ser quente, se expandiria naturalmente e uma parte dela escaparia ao longo das linhas de campo.
Mas estes novos resultados analisam o buraco coronal situado no polo sul do Sol e os jatos individuais revelados desafiam o pressuposto de que o vento solar é produzido apenas num fluxo contínuo e constante.
“Um dos resultados aqui é que, em grande medida, este fluxo não é realmente uniforme, a ubiquidade dos jatos sugere que o vento solar dos buracos coronais pode ter origem num fluxo altamente intermitente”, diz Andrei Zhukov, do Observatório Real da Bélgica, colaborador do trabalho que liderou a campanha de observação da Solar Orbiter.
ESA e NASA/Solar Orbiter/Equipa EUI; reconhecimento - Lakshmi Pradeep Chitta, Instituto Max Planck para a Investigação do Sistema Solar
Este mosaico de imagens mostra uma multiplicidade de pequenos jatos de material que escapam da atmosfera exterior do Sol. As imagens são da nave espacial Solar Orbiter da ESA/NASA. Neste mosaico, aparecem como riscas escuras sobre a superfície solar. As imagens são “negativas”, o que significa que embora os jatos sejam apresentados como escuros, são flashes brilhantes contra a superfície solar. Cada jato dura entre 20 e 100 segundos e expele partículas carregadas, conhecidas como plasma, a cerca de 100 km/s. Estes fenómenos podem ser a fonte, há muito procurada, do “vento solar”, o fluxo constante de partículas carregadas que vem do Sol e atravessa o Sistema Solar. Nesta coleção de imagens, o polo sul do Sol está à esquerda.
A energia associada a cada jato individual é pequena. No extremo superior dos fenómenos coronais estão as erupções solares de classe X e no extremo inferior estão as chamadas nanoerupções. Há mil milhões de vezes mais energia numa erupção de classe X do que numa nanoerupção.
Os minúsculos jatos descobertos pela Solar Orbiter são ainda menos energéticos do que isso, manifestando cerca de mil vezes menos energia do que uma nanoerupção e canalizando a maior parte dessa energia para a expulsão do plasma.
A ubiquidade destes jatos, que as novas observações denotam, sugere que estão a expulsar uma fração substancial do material que vemos no vento solar. E pode haver eventos ainda mais pequenos e mais frequentes que forneçam ainda mais.
“Penso que é um passo significativo para encontrar algo no disco que está certamente a contribuir para o vento solar”, diz David Berghmans, do Observatório Real da Bélgica e investigador principal do instrumento EUI.
Atualmente, a Solar Orbiter ainda está a orbitar o Sol perto do seu equador. Por isso, nestas observações, o EUI está a olhar para o polo sul num ângulo rasante.
“É mais difícil medir algumas das propriedades destes jatos minúsculos quando os vemos de lado, mas dentro de alguns anos vamos vê-los de uma perspetiva diferente da de qualquer outro telescópio ou observatório, o que, em conjunto, deverá ajudar muito”, diz Daniel Müller, cientista do projeto Solar Orbiter na ESA.
Isto porque, à medida que a missão prossegue, a nave espacial irá inclinar gradualmente a sua órbita em direção às regiões polares. Ao mesmo tempo, a atividade do Sol irá progredir ao longo do ciclo solar e os buracos coronais começarão a aparecer em muitas latitudes diferentes, fornecendo uma nova perspetiva única.
Todos os envolvidos estarão ansiosos por ver que novos conhecimentos podem recolher, porque este trabalho vai para além do nosso próprio Sistema Solar.
O Sol é a única estrela cuja atmosfera podemos observar com tanto pormenor, mas é provável que o mesmo processo funcione também noutras estrelas. Este facto transforma estas observações na descoberta de um processo astrofísico fundamental.
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