Solar Orbiter / ESA / NASA
Imagem de alta resolução do polo sul do Sol, obtida pela Solar Orbiter
O Solar Orbiter não é a primeira nave espacial a estudar os polos solares, mas é a primeira a enviar-nos de volta fotografias de um dos polos da nossa estrela — que vemos sempre de perfil.
Nós, habitantes da Terra, vemos o Sol todos os dias das nossas vidas — mas obter uma perspetiva verdadeiramente nova da nossa estrela é algo raro e precioso.
Por isso, considere-se sortudo: pela primeira vez na história, os cientistas fotografaram um dos elusivos polos do Sol.
As imagens são cortesia da Solar Orbiter. Liderada pela Agência Espacial Europeia (ESA) com contribuições da NASA, esta nave espacial foi lançada em fevereiro de 2020 e tem monitorizado a nossa estrela desde novembro de 2021.
Mas a missão está apenas agora a iniciar o seu trabalho mais intrigante: estudar os polos do Sol, conta-nos a Scientific American.
Tanto a partir da Terra como das naves espaciais, a nossa visão do Sol tem sido sempre tendenciosa. “Temos uma boa visão da parte central do disco solar”, diz Daniel Müller, heliofísico e cientista de projeto da missão. “Mas os polos são na prática invisíveis, porque os vemos sempre quase exatamente de perfil“.
Começámos a obter uma melhor perspetiva no início deste ano, quando a Solar Orbiter passou por Vénus num movimento cuidadosamente coreografado que retirou a sonda da eclíptica do sistema solar, o plano que passa amplamente pelas órbitas dos planetas e pelo equador do Sol.
Deixar a eclíptica é uma manobra dispendiosa e que consome muito combustível , mas é onde o Solar Orbiter se destaca: até ao final da missão, a órbita da nave espacial estará inclinada 33 graus em relação à eclíptica. É essa órbita inclinada que permite à Solar Orbiter obter vistas sem precedentes dos polos solares.
Para os cientistas, a nova visão é inestimável, porque estes polos não são apenas polos geográficos; são também polos magnéticos — de certa forma. O Sol é um enorme redemoinho de plasma que produz e depois apaga um campo magnético. Isto é o que impulsiona o ciclo de atividade solar de 11 anos.
No mínimo solar, a parte de menor atividade do ciclo, o campo magnético do Sol é o que os cientistas chamam de dipolo: parece um íman de barra gigante, com um polo forte em cada extremidade.
Mas à medida que o Sol gira, o plasma turbulento gera manchas solares, manchas escuras e relativamente frias na superfície do Sol que são emaranhados de linhas de campo magnético.
À medida que as manchas solares surgem e desaparecem, estes emaranhados desenrolam-se, e parte da carga magnética restante migra para o polo mais próximo, onde compensa a polaridade do campo magnético existente.
O resultado é um estado transitório bizarro, com os polos do Sol cobertos por um mosaico de polaridades magnéticas localizadas “norte” e “sul”.
Na fase de máximo solar (na qual o Sol se encontra atualmente), o campo magnético em cada polo efetivamente desaparece. Pode ser um processo irregular — às vezes um polo perde a sua carga antes do outro, por exemplo.
Depois, à medida que os anos passam e a atividade solar diminui gradualmente, o processo contínuo de desenvolvimento e dissipação de manchas solares cria um novo campo magnético de carga oposta em cada polo até que, eventualmente, o Sol atinja novamente o seu estado de dipolo calmo.
Estas não são questões de curiosidade académica; a atividade do Sol afeta as nossas vidas diárias. Erupções solares como as de radiação e ejeções de massa coronal de plasma carregado podem atravessar o sistema solar interno até chegar à nossa vizinhança, e são canalizadas para fora do Sol pelos campos magnéticos sempre em mudança da nossa estrela.
Na Terra, estas erupções podem perturbar redes elétricas e sistemas de rádio; em órbita, podem interferir com satélites de comunicações e navegação e potencialmente prejudicar astronautas. Por isso, os cientistas querem ser capazes de prever este chamado clima espacial, tal como fazem com o clima terrestre.
Mas para isso, precisam de compreender melhor como o Sol funciona — o que é difícil de fazer com apenas um vislumbre da atividade magnética nos e ao redor dos polos da nossa estrela. É aí que entra o Solar Orbiter.
A maioria das observações da nave espacial não chegará à Terra até este outono. Mas a ESA divulgou imagens iniciais de três instrumentos diferentes a bordo do Solar Orbiter, cada um dos quais permite aos cientistas vislumbrar fenómenos diferentes.
Solar Orbiter / ESA / NASA
Vista do Solar Orbiter dos campos magnéticos em torno do polo sul do sol. Manchas de azul e vermelho marcam os campos magnéticos misturados nesta região que caracterizam o máximo solar.
Por exemplo, a imagem acima mapeia o campo magnético na superfície do Sol. E a partir desta vista, diz Müller, é claro que o Sol está no período máximo do seu ciclo de atividade.
Os modelos heliofísicos preveem “uma confusão emaranhada de todos estes diferentes retalhos de polaridade norte e sul por todo o lado”, diz ele. “E é exatamente isso que vemos.”
Como a sua concordância com os modelos teóricos sugere, os polos solares não são reinos inteiramente misteriosos.
Isso deve-se, em parte, ao facto de, embora a Solar Orbiter seja o primeiro a transmitir imagens polares, não é a primeira nave espacial a sobrevoar estas regiões. Esse título pertence à Ulysses, uma missão conjunta NASA-ESA lançada em 1990 e que operou até 2009.
A Ulysses transportava uma série de instrumentos projetados para estudar partículas de radiação, campos magnéticos e muito mais. E usou-os para fazer muitas descobertas intrigantes sobre a nossa estrela e os seus curiosos polos.
Mas não transportava câmaras, por isso, apesar de todos os seus conhecimentos, a Ulysses deixou essas regiões como visões não vistas.
Felizmente, a heliofísica cresceu muito desde esses dias — e as agências espaciais aprenderam que, aos olhos do público, uma imagem pode valer muito mais do que 1.000 palavras. O resultado: o Solar Orbiter pode finalmente colocar os holofotes sobre os polos do Sol.
