Encontradas ondas magnéticas no Sol que podem ajudar no estudo da estrela - Canaltech
Encontradas ondas magnéticas no Sol que podem ajudar no estudo da estrela
Por Daniele Cavalcante | Editado por Claudio Yuge | 11 de Maio de 2021 às 23h00
Uma equipe de pesquisadores usou observações de alta resolução da atmosfera solar e conseguiram, pela primeira vez, comprovar a existência de algo chamado "ondas de Alfvén" na fotosfera solar. Descobertas há quase 50 anos por Hannes Alfvén, essas ondas são hoje bem conhecidas, mas nunca haviam sido detectadas diretamente na fotosfera solar.
Estudar essas ondas é de grande importância para aprender mais sobre algumas das características mais misteriosas de nossa estrela, porque elas são capazes de transportar energia e informações para longas distâncias. Isso ocorre porque as ondas de Alfvén são de natureza estritamente magnética — mais precisamente, são magnetohidrodinâmicas de baixa frequência e se propagam na direção do campo magnético através da oscilação de íons.
Como praticamente todos os corpos — planetas, o Sistema Solar, galáxias e aglomerados de galáxias — possuem campos magnéticos, identificar as ondas é de grande interesse astrofísico, e tem sido cada vez mais alvo de estudo em vários contextos, inclusive plasmas interplanetários. No caso do Sol, as ondas foram descobertas na fotosfera (veja observações, em inglês, no vídeo abaixo), que é a camada mais baixa da atmosfera solar, e pode ajudar a explicar o aquecimento extremo da atmosfera solar.
A temperatura da coroa solar, a camada luminosa do Sol que costumamos ver durante os eclipses, é um grande mistério. Foi só por volta de 1930 que Grotrian e Edlen descobriram que nessa região há uma emissão do ferro aquecido a tal ponto que acaba ionizado, perdendo metade de seus elétrons. Os cientistas estimaram que para atingir níveis tão altos de ionização as temperaturas deveriam estar em torno de 2 milhões °C, quase 200 vezes a temperatura da superfície solar, e até hoje busca-se uma explicação para esses números.
Quanto às ondas de Alfvén, elas desempenham um papel central em muitos ambientes físicos, como a formação de auroras em planetas, por exemplo. Elas também podem contribuir para o aquecimento e a aceleração de íons na coroa solar, por isso a descoberta dessas ondas na fotosfera é tão importante. A pesquisa foi liderada pelo Dr. Marco Stangalini, da Agência Espacial Italiana, e cientistas de sete outros institutos de pesquisa e universidades, utilizando o instrumento gerador de imagens IBIS, da Agência Espacial Europeia.
Além das observações com o IBIS, parte da equipe realizou simulações numéricas (vídeo abaixo) para explorar os mecanismos de excitação dessas ondas magnetohidrodinâmicas, que foi usada para modelar a dinâmica de fluidos magnetizados — como os que são encontrados na atmosfera solar — para reproduzir as ondas que foram observadas no Sol. Como resultado, tanto as observações quanto as simulações apontaram para a descoberta concreta das ondas de Alfvén na estrela, de acordo com David Tsiklauri, coautor do estudo.
Ondas de Alfvén são transversais e foram deduzidas em 1942 por Hannes Alfvén através das equações do eletromagnetismo e da hidrodinâmica. A confirmação experimental veio sete anos depois, através do estudo de ondas em mercúrio líquido. Os autores do novo estudo, publicado na revista Nature, esperam usar a sonda Solar Orbiter e o Telescópio Solar Daniel K. Inouye, dedicados ao estudo do Sol, para continuar a pesquisar o papel das ondas de Alfvén nos fenômenos solares que permanecem em segredo.