Com a força combinada de várias naves espaciais espalhadas por todo o Sistema Solar, investigadores conseguiram construir o mapa mais pormenorizado até agora do limite em que o empurrão magnético do Sol já não acelera o vento solar.
Esse limite chama-se superfície de Alfvén. A equipa não só determinou a sua forma, como também acompanhou a evolução dessa geometria ao longo da primeira metade do Ciclo Solar 25 - o actual ciclo de actividade solar, durante o qual a actividade de manchas solares, erupções e ejecções de massa coronal aumenta até um máximo e depois diminui, num período de 11 anos.
É a primeira vez que esta estrutura, que muda constantemente, é reconstruída de forma contínua a partir de medições de várias naves espaciais, oferecendo informação essencial para compreender a atmosfera extremamente quente do Sol.
Porque é que a superfície de Alfvén importa para a coroa solar e o vento solar
“Os dados da Sonda Solar Parker recolhidos bem abaixo da superfície de Alfvén podem ajudar a responder a grandes questões sobre a coroa do Sol, como por que razão é tão quente”, afirma o astrofísico Sam Badman, do Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian (CfA), primeiro autor do estudo.
“Mas, para responder a essas perguntas, primeiro precisamos de saber exactamente onde está o limite.”
Em astrofísica, um limite costuma ser definido como o ponto em que muda a física que governa o comportamento de uma determinada região.
No caso da superfície de Alfvén - um limite conhecido pelos cientistas há décadas - trata-se do ponto sem retorno em que a influência magnética do Sol enfraquece o suficiente para que ondulações de material solar deixem de conseguir propagar-se de volta na direcção do Sol, e em que o vento solar em escoamento deixa de estar magneticamente ligado ao astro.
O vento solar é um fluxo de partículas que está continuamente a escapar do Sol e a atravessar o Sistema Solar. Embora consiga sair de regiões situadas abaixo da superfície de Alfvén, é nesta superfície que ocorre a transição entre um escoamento guiado pelo campo magnético e uma saída que passa a seguir livremente para o espaço.
A forma como essa zona de transição borbulha e cria picos, e como se expande e contrai, influencia a sua interacção com a Terra e com os restantes planetas. Por isso, desempenha um papel central na meteorologia espacial, que pode afectar tecnologias de comunicação, redes eléctricas e a operação de satélites no nosso planeta.
Cartografia da superfície de Alfvén com a Sonda Solar Parker e o Orbitador Solar
Além disso, o Sol é a única estrela em todo o Universo para a qual dispomos de instrumentos capazes de medir directamente a superfície de Alfvén. Na prática, há um instrumento decisivo: a Sonda Solar Parker.
Desde 2021, a Parker tem efectuado mergulhos repetidos abaixo da superfície de Alfvén, enviando para a Terra dados que os cientistas concluíram agora corresponderem a uma amostragem inequívoca de dinâmica subalfvénica.
“Este trabalho mostra, sem margem para dúvidas, que a Sonda Solar Parker está a mergulhar profundamente, em cada órbita, na região onde nasce o vento solar”, afirma o astrónomo Michael Stevens, também do CfA.
“Entramos agora num período entusiasmante em que [a sonda] irá observar em primeira mão como esses processos mudam à medida que o Sol avança para a próxima fase do seu ciclo de actividade.”
Para chegar a estas conclusões, os investigadores analisaram os dados recolhidos durante encontros no periélio - passagens arrojadas em que a sonda se aproxima muito e atravessa camadas profundas da atmosfera solar.
Depois, cruzaram essas medições com observações do Orbitador Solar, que estuda o Sol a uma distância mais segura, e ainda com dados de três naves espaciais posicionadas no ponto de Lagrange L1, uma região gravitacionalmente estável entre a Terra e o Sol criada pela competição entre a atracção gravitacional dos dois corpos e as forças centrípetas.
Essas três naves forneceram informação sobre a velocidade, a densidade, a temperatura e o campo magnético do vento solar em saída.
O que os dados mostram ao longo do Ciclo Solar 25: máximo solar, mínimo solar e variações da superfície
Os resultados indicaram que, na maioria dos encontros no periélio, a Parker limitou-se a roçar saliências na superfície de Alfvén, que estava particularmente agitada.
Só durante os dois mergulhos mais profundos - realizados em pleno máximo solar, o pico do ciclo de actividade de 11 anos do Sol - é que a sonda desceu bem abaixo da superfície de Alfvén.
O conjunto de dados, acumulado ao longo de seis anos enquanto a actividade solar aumentava na primeira metade do ciclo, revelou ainda que a superfície de Alfvén se expandiu em cerca de 30 por cento da sua altura mediana à medida que a actividade do Sol se intensificava.
Em ciclos solares mais fortes ou mais fracos, é provável que este efeito seja, respectivamente, maior ou menor.
“À medida que o Sol atravessa ciclos de actividade, o que estamos a ver é que a forma e a altura da superfície de Alfvén à volta do Sol ficam maiores e também mais espinhosas”, diz Badman.
“Era exactamente o que tínhamos previsto no passado, mas agora conseguimos confirmá-lo directamente.”
Estas conclusões ajudarão os cientistas a compreender com mais detalhe a física do Sol, em especial à medida que forem recolhidos mais dados de periélio pela Parker, enquanto o astro desce para o mínimo solar.
Há também implicações para o estudo de outras estrelas. Estrelas com campos magnéticos mais fortes, por exemplo, deverão ter limites de Alfvén muito maiores, o que afectaria mundos em órbitas próximas e poderia mesmo dificultar a habitabilidade.
“Antes, só conseguíamos estimar o limite do Sol à distância, sem forma de testar se a resposta estava correcta; agora temos um mapa preciso que podemos usar para nos orientarmos enquanto o estudamos”, afirma Badman.
“E, mais importante, também conseguimos observá-lo enquanto muda e relacionar essas mudanças com dados de muito perto. Isso dá-nos uma ideia muito mais clara do que realmente se passa à volta do Sol.”
A investigação foi publicada na revista Cartas do Jornal Astrofísico.
Comentários
Ainda não há comentários. Seja o primeiro!
Deixar um comentário