Tempestades Solares: evitando surpresas desagradáveis
[ Livremente traduzido de: Taking the “Surprise” out of Surprise Solar Storms ]
Os cientistas estão aprendendo a prever tempestades solares gigantescas que poderiam, a qualquer momento, atingir a Terra e produzir catástrofes em cascata
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Imagem de uma simulação de perturbação interplanetária causada por uma Erupção Magnética Solar.
Crédito e imagem ampliada |
18 de março de 2010
De 1 a 2 de setembro de 1859, O Sol lançou uma enorme e recordista ejeção de massa coronal (EMC) – uma gigantesca erupção de gases e plasma ionizados que podem ter atingido a massa de um bilhão de toneladas. Se espalhando pelo sistema solar a uma velocidade de muitos milhares de quilômetros por hora, a EMC eventualmente colidiu com a magnetosfera da Terra – uma casca invisível que envolve o planeta, preenchida por partículas carregadas, controladas pelo campo magnético da Terra.
Atingida pela EMC, a magnetosfera da Terra ficou temporariamente em um estado de pandemônio conhecido como tempestade geomagnética. Como resultado, os céus ficaram iluminados por auroras em technicolor, vistas tão ao Sul como em Cuba e El Salvador, e literalmente varreram os sistemas mundiais de telegrafia, os dispositivos de comunicação mais avançados da época.
A tempestade geomagnética de 1859, chamada de Tempestade Carrington [em homenagem ao astrônomo inglês Richard Carrington que registrou a maior protuberância solar associada à EMC], foi a maior tempestade geomagnética jamais registrada. “Porém não existe qualquer motivo para que a Terra não possa ser atingida por uma tempestade geomagnética tão grande ou maior hoje, amanhã, ou depois de amanhã”, afirma Sarah Gibson do Centro Nacional de Pesquisas Atmosféricas (National Center for Atmospheric Research = NCAR) em Boulder, Colorado.
Como a tempestade Carrington aconteceu em uma época de tecnologia relativamente baixa, a confusão que ela provocou foi uma amostra muito pequena do que poderia acontecer atualmente se uma tempestade tipo Carrington aingisse nossa sociedade altamenter dependesnte de tecnologias eletrônicas. Na verdade, de acordo com um relatório da Academia Nacional de Ciências [dos EUA], uma tempestade tipo Carrington poderia disparar uma catástrofe em cascata que incluiria o derretimento de transformadores que poderiam derrubar redes de transmissão de energia, resultando em “apagões” que afetariam até 130 milhões de pessoas, e afetar sistemas de abastecimento de água e serviços de esgotos, a paralização dos transportes movidos ou gerenciados por energia elétrica, assim como os sistemas de distribuição de água potável, alimentos, medicamentos e combustíveis.
No entanto uma tempestade geomagnética não teria nem que ter a intensidade recorde da Carrington para causar sérios danos. Nos últimos anos, tempestades geomagnéticas mais fracas danificaram sistemas tecnológicos tais como satélites, aumentaram os riscos de exposição à radiação de astronautas, interromperam as comunicações e sistemas de navegação e causaram grandes “apagões”.
As EMC estão associadas aos picos de atividade das manchas solares que são “nós-magnéticos” na superfície do Sol gerados por movimentos de material solar abaixo da superfície
(as manchas solares parecem escuras porque são mais frias e portanto menos brilhantes do que seu entorno mais quente). A atividade das manchas solares atinge um pico em ciclos de cerca de 11 anos que é, por sua vez, relacionado com um ciclo de 22 anos de reversões no campo magnético do Sol.
Durante um ciclo típico de 11 anos, o Sol ejeta cerca de 100 grandes EMC e cerca de quatro enormes EMC no sistema solar – das quais apenas uma fração usualmente atinge a Terra. Essas EMC tem maior probabilidade de ocorrer durantes os picos de atividade das manchas solares e são menos frequentes durante os períodos de baixa atividade das manchas solares.
“Entretanto”, alerta Gibson, “as EMC ainda ocorrem durante os períodos de baixa atiividade das manchas solares, mas elas são apenas menos numerosas e mais espaçadas entre si do que nos períodos de atividade das manchas solares. Portanto, ainda é muito possível que uma intensa tempestade geomagnética aconteça durante um pedíodo de mínimo solar”.
Uma vez que os cientistas vigiam constantemente as EMC através de sofisticados telescópios e porque usualmente leva de dois a três dias para o impacto de uma EMC chegar à Terra, os cientistas podem antecipar a ocorrência de tempestades geomagnéticas quando uma EMC direcionada para a Terra começa. Não obstante, os cientistas ainda não podem prever quando vai ocorrer uma EMC.
Com financiamento da Fundação Nacional de Ciências, os cientistas do NCAR estão empregando vários processos para melhorar sua compreensão das EMC e sua capacidade de prevê-las. Entre esses processos estão simulações em computador das EMC que descrevem suas propriedades físicas, com base nas condições existentes no Sol e na Terra, assim como as leis do magnetismo, eletricidade, gravidade e termodinâmica – como mostrado na imagem acima e em uma simulação animada de uma EMC.
Algumas simulações se baseiam em dados hipotéticos que são projetados para refletir eventos solares típicos. Porém outras simulações são baseadas em dados específicos coletados em um dado dia e projetados para recriar verdadeiras EMC. Os dados incorporados em tais simulações podem incluir, por exemplo, a posição da Terra com relação ao Sol durante a EMC; a massa, composição, tamanho e carga da EMC; e as consições no entorno imediato da Terra quando da chegada da EMC. Comparando suas simulações com as observações diretas de EMC reais cujo comportamento foram criadas para simular, os cientistas podem avaliar a precisão de suas simulações e melhorá-las.
Uma nova forma de gerar corrente elétrica
Massachusetts
Institute of Technology
Pesquisador do MIT descobre uma nova maneira de produzir eletricidade
O fenômeno faz poderosas ondas de energia fluirem através de nano-tubos de carbono
CAMBRIDGE, Massachusets.— Uma equipe de cientistas do MIT descobriu um fenômeno, até então desconhecido, que pode fazer com que poderosas ondas de energia fluam através de minúsculos fios conhecidos como nano-tubos de carbono. Esta descoberta pode conduzir a uma nova maneira de produzir eletricidade, dizem os pesquisadores.
O fenômeno, descrito como ondas de termo-energia, “abre uma nova área de pesquisa sobre energia, o que é raro”, nas palavras de Michael Strano, Professor Associado Charles
and Hilda Roddey de Engenharia Química do MIT, autor senior de um artigo que descreve a nova decoberta em Nature Materials na edição de 7 de março. O autor principal é Wonjoon Choi, um estudante de pós-doutorado de engenharia mecânica.
Do mesmo jeito que um punhado de detritos flutuantes empurrados pelas ondas pela superfície do oceano, ocorre que uma onda térmica — um pulso de calor em movimento — ao viajar ao longo de um fio microscópico, pode levar consigo elétrons, criando uma corrente elétrica.
O ingerdiente chave na receita são os nano-tubos de carbono — tubos ocos sub-microscópicos feitos de uma grade semelhante a um alambrado, feita de átomos de carbono. Esses tubos, com apenas alguns nanômetros de diâmetro, fazem parte de uma nova família de moléculas de carbono que inclui as buckyballs¹ e as folhas de grafeno, que têm sido objeto de intensas pesquisas nas últimas duas décadas.
Nas novas experiências, cada um dos nano-tubos eletro e termo-condutores foi revestido com uma camada de um combustível altamente reativo que produz calor com sua decomposição. Esse combustível foi aceso em uma extremidade do nano-tubo, tanto com o uso de um feixe laser, como por uma centelha de alta voltagem, e o resultado foi a criação de uma onda térmica que se movia rapidamente ao longo do comprimento do nano-tubo de carbono, tal como uma chama correndo por um pavio. O calor do combustível vai para dentro do nano-tubo, onde viaja a milhares de vezes mais rápido do que o próprio combustível. Quando o calor realimenta o revestimento inflamável, cria-se uma onda térmica que é guiada ao longo do nano-tubo. Com uma temperatura da ordem de 3.000 kelvins, esse anel de calor acelera ao longo do tubo 10.000 vezes mais rápido do que a disseminação normal dessa reação química. E o calor produzido por essa combustão, descobriu-se, também empurra elétrons ao longo do tubo, criando uma corrente elétrica substancial.
As ondas de combustão — tais como este pulso de calor correndo ao longo de um fio —
“foram estudadas matematicamente por mais de 100 anos”, diz Strano, mas ele foi o primeiro a predizer que tais ondas poderiam ser guiadas por um nano-tubo ou nano-fio e que essa onda de calor poderia empurrar uma corrente elétrica ao longo desse fio.²
Nas primeiras experiências do grupo, relata Strano, quando eles ligaram os nano-tubos de carbono com o revestimento de combustível para estudar a reação, “lo and behold, ficamos realmente surpresos com o tamanho do pico de voltagem resultante” que se propagou ao longo do fio.
Após desenvolvimentos posteriores, o sistema gera energia, em proporção a seu peso, cerca de 100 vezes maior do que o peso equivalente de uma bateria de íons de lítio.
Segundo ele, a quantidade de energia gerada é muito maior do que a prevista pelos cálculos termo-elétricos. Embora muitos materiais semi-condutores possam produzir um potencial elétrico quando aquecidos, através de algo conhecido como Efeito Seebeck, este efeito é muito fraco no carbono.
“Algo [mais] está acontecendo aqui”, argumenta ele. “Nós chamamos isso de acoplamento de elétrons, uma vez que parte da corrente parece em fase com a velocidade de onda”.
Ele explica que a onda térmica parece estar acoplando os portadores de carga elétrica (tanto elétrons como os buracos-de-elétrons) da mesma forma que uma onda no oceano pode pegar e carrregar uma pilha de detritos ao longo da superfície. Segundo Strano, esta propriedade importante é a responsável pela alta potência produzida pelo sistema.
Segundo ele, já que se trata de uma descoberta tão recente, é difícil predizer quando terá aplicações práticas. Mas ele sugere que uma possível aplicação seria permitir novos tipos de dispositivos eletrônicos ultra-pequenos — por exemplo, um dispositivo do tamanho de um grão de arroz, talvez um sensor ou dispositivo de tratameno que pudesse ser injetado no corpo. Ou poderia levar a “sensores ambientais que pderiam ser espalhados como poeira pelo ar”, nas palavras dele.
Ele afirma ainda que, em teoria, tais dispositivos poderiam manter sua energia indefinidamente até serem empregados, diferentemente das baterias cujas cargas escapam gradualmente, mesmo quando estão armazenadas. E, embora os nano-fios ainda sejam pequeninos, Strano sugere que eles poderiam ser fabricados em dispositivos maiores, a fim de fornecer significativas quantidades de energia para dispositivos maiores.
Uma área que os pesquisadores planejam perseguir é o fato de que sua teoria prediz que usando-se diferentes tipos de material reagente para o revestimento, a frente de onda poderia oscilar, poroduzindo assim uma corrente alternada. Isso abriria uma série de possibilidades, segundo Strano, porque a corrente alternada é a base para ondas de rádio tais como a de transmissões de telefones celulares, no entanto todos os atuais sistemas de armazenamento de energia produzem corrente contínua. “Nossa teoria predisse essas oscilações antes de começarmos a observá-las em nossos dados”, completa ele.
Igualmente, as presentes versões do sistema têm uma eficiência muito baixa, porque muito da energia se perde na forma de luz e calor. A equipe planeja trabalhar no aumento dessa eficiência.
Financiamento: Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea e Fundação Nacional de Ciências
Original em inglês escrito por David Chandler, MIT News Office
[1] Eu preferi o termo buckyball em inglês, para este tipo de fulereno porque “futeboleno” é a vovozinha!…
[2] Nada de falsa modéstia!
Chicxulub revisitada
Livremente traduzido de: Revisiting Chicxulub
Uma análise ampliada dos indícios de que o impacto de um meteoro causou a extinção do dinossauros
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Concepção artística do momento do impacto no final do Cretáceo.
Crédito e imagem ampliada |
4 de março de 2010
Por décadas, os cientistas vem acumulando conjuntos cada vez maiores de dados que indicam que uma enorme rocha vinda do espaço caiu no oceano ao largo da Península de Yucatan, há mais de 65 milhões de anos, o que resultou na Extinção Cretáceo-Paleogeno (K-Pl, mais conhecida como Extinção K-T).
Pesquisas recente, financiadas em parte pela Fundação Nacional de Ciências (NSF), sugeriam que o impacto devia ter ocorrido 300.000 anos antes da extinção K-Pl e que uma outra causa – talvez um segundo impacto, ou uma longa atividade vulcânica na região do Decão, na atual Índia – levou à extinção de várias espécies de plantas e animais.
Agora uma equipe multidisciplinar de 41 cientistas de 12 nações, igualmente financiada em parte pela NSF, preparou um novi artigo para contestar especificamente as alternativas vulcânica e segundo-impacto, uma revisão abrangente das várias linhas de indícios por todo o mundo que relaciona um único impacto no que atualmente é Chicxulub, México, à sequência de eventos e a amplitude da extinção K-Pl.
Os pesquisadores, liderados por Peter Schulte da Universidade de Erlangen-Nuremburg, apresenta suas descobertas na edição de 5 de maio de 2010 da Science.
“Nós achamos importante apresentar os abundantes dados agora disponíveis sobre a notável e exata correlação entre o impacto no Yucatan e o evento de extinção na fronteira K-Pl”, declarou o geofísico Sean Gulick da Universidade do Texas, um dos autores do artigo.
Uma coisa não está em discussão: o final do Cretáceo, há 65,5 milhões de anos, foi marcado por uma das extinções em massa mais devastadoras que nosso planeta já enfrentou. As vítimas mais famosas foram os dinossauros (não obstante seus parentes aves), mas o evento também presenciou o fim de todos os répteis voadores, a maior parte dos réteis marinhos, mais de metade das plantas e insetos terrestres e uma pletora de outros organismos terrestres e marinhos – 50 a 70% de todas as espécies da Terra.
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A Fronteira K-Pl exposta na borda da rodovia interestadual 25 perto do Passo Raton no Sul do Colorado |
Como em todas as extinções em massa, os paleontologistas por muito tempo se perguntaram por que tantos organismos desapareceram tão rapidamente. A causa, ou causas, teria que influenciar uma grande fatia do planeta, na terra e no mar, e teria que apresentar reflexos no registro geológico.
Como lembra o novo artigo na Science, um dos argumentos chave para o impacto é uma bem estudada camada de argila que aparece em sítios de fronteira K-Pl por todo o mundo, usualmente associada com silicatos vitrificados, minerais e outras substâncias típicos de impactos de meteoritos. Os autores sublinham que a espessura da camada e a abundância de materiais de impacto aumentam sistematicamente com a aproximação à cratera de Chicxulub.
Até 1980, nenhum dos sítios de fronteira K-Pl era relacionado com um impacto. Foi somente quando o físico Luis Alvarez e seu filho, o geólogo Walter Alvarez, examinaram mais detidamente uma incomum camada de argila de sedimentos na fronteira K-Pl na Itália que os pesquisdores perceberam que sua origem poderia ser extra-terrestre.
Dentro da camada – que o artigo atual relaciona com ao menos 350 outros sítios por todo o mundo – os pesquisadores encontraram altos níveis de irídio. Este elemento pesado não é normalmente encontrado em altas concentrações na superfície da Tera, mas é altamente concentrado em vários materiais do sistema solar, tais como asteróides e cometas.
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Um mapa Bouguer gravitacional em três dimensões da cratera de Chicxulub. |
Desde a descoberta inicial, noovos estudos realizados por várias equipes – algumas delas com representantes no artigo da Science – descobriram mais indícios do impacto na argila, inclusive esférulas de vidro alterado e minerais de impacto.
“Esta camada de argila – com indícios de um impacto em sua origem – é encontrada em qualquer sítio bem preservado de fronteira K-Pl no mundo, o que mostra um evento realmente em escala global”, acrescenta Gulick.
Outros estudos adicionais, tanto no campo como em simulações em laboratório e modelos, levaram a um crescente consenso em favor da hipótese do impacto. Em seu formato atual, ela diz que a extinção resultou da colisão de um pedregulho espacial com mais ou menos 10 km de diâmetro com rochas icas em carbono e enxofre abaixo de onde atualmente fica Chicxulub, México, criando uma cratera de mais de 180 km de diâmetro, tsunamis, terremotos e incêndios na região, uma extensa (porém não total) escuridão, temperaturas congelantes e chuva ácida.
“O evento do impacto criou um tsunami várias vezes maior do que a onda que atingiu o Oceano Índico em 26 de dezembro de 2004”, declarou o geólogo marítimo Tim Bralower
da Penn State University, outro dos autores do artigo. “Essas ondas causaram uma destruição em massa no leito do oceano, onde as várias camadas de sedimentos representam a deposição do material resultante, misturado com areia e silte, por ondas e correntes por um período de dias após o impacto. Na medida em que os níveis de energia diminuiam gradualmente, os materiais que se depositavam ficavam mais finos”.
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Escaneamento de nanoplancton do final do Paleoceno. |
Em alguns sítios próximos da área do impacto, em torno do Golfo do México e do Mar do Caibe, existem duas camadas com esférulas, por vezes separadas por sedimentos com um metro de espessura, e algo das recentes controvérsias decorre dessa aparente dualidade. A camada inferior consiste de partículas mais grossas, inclusive esférulas e minerais de choque, e a camada superior consiste de partículas mais finas e tem um maior conteúdo de irídio.
“Realtos de vários horizontes com elevadas concentrações de irídio razoavelmente próximas à cratera de Chicxulub levaram a muita confusão e à sugestão de vários impactos”, diz o co-autor Greg Ravizza, geólogo marítimo e ambiental da Universidade do Hawaii em Manoa. “Um ponto chave que não pode ser ignorado é que os dados de vários sítios longe da cratera de Chicxulub não dão qualquer indício de vários impactos grandes. Esse detalhe dá um forte apoio à cuidadosa síntese estratigráfica em nosso artigo que demonstra o caráter muito complexo e frequentemente perturbado das seções mais próximas à cratera de Chicxulub”.
Os auotres finalisam o artigo, discutindo a velocidade e a escala com as quais o impacto afetou os sistemas vivos, particularmente com relação à velocidade e à escala da atividade vulcânica.
Um impacto do tamanho do evento de Chicxulub liberaria grandes quantidades de água, poeira e gases na atmosfera, modiificando o clima temporariamente. Embora a poeira somente não fosse capaz de causar um inverno global, aerossóis de carbonatos e fuligem podem ter amplificado os efeitos congelantes do impacto.
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Um diorama do leito de um arroio no Cretáceo. |
Estimadas 100 a 500 gigatons (milhões de toneladas) de enxofre foram também liberadas, contribuindo com devastadoras chuvas ácidas sobre as terras eoceanos, e produzindo aerossóis de sulfatos que podem ter esfriado ainda mais a Terra por vários anos.
Uma vez que as temperaturas das profundezas dos oceanos ficaram grandemente intactas, os pesquisadores sugerem que o clima pode ter se recuperado relativamente rápido. Uma tal transição breve ficaria em oposto ao influxo por centenas de anos de material para a atmosfera que resultaria de atividade vulcânica. A despeito da enormidade das crateras do Decão, a liberação de enxofre, por exemplo, poderia não passar de 1 gigaton em um ano..
No ritmo mais lento do vulcanismo, os organismos teriam mais tempo para reagir e as mudanças climáticas poderiam ter chegado perto de um aquecimento de 2º Celsius, ao contrário de um resfriamento.
“O impacto em Chicxulub foi uma perturbação extremamente rápida nos ecossistemas da Terra, em uma escala maior do que qualquer evento vulcânico em qualquer época, ou mesmo qualquer outro evento de impacto conhecido desde que a vida se frimou na Terra”, acrescenta Gulick. “O ritmo de mudanças e a escala dos efeitos foram claramente a causa da extinção em massa no final do Cretáceo”.
Além disso, a fronteira entre o fim do Cretáceo e o início do Paleogeno é marcado por claras mudanças nas plantas e animais existentes, uma mudança que não é gradual. Espécies ao redor do mundo ou desapareceram, ou apresentaram grandes e abundantes mudanças.
A escuridão teria afetado seriamente a fotossíntese para os micro-organismos oceânicos, eliminando a base de várias cadeias alimentares. Como resultado, o registro geológico exibe uma extinção preferencial de organismos em cadeias alimentares que dependiam de plâncton como fonte de alimento, e uma preferência na sobrevivência em cadeias alimentares que se baseavam em detritos e matéria em decomposição. Muitos dos organismos que sobreviveram eram também menores, o que indica que a sobrevivência era função da capacidade de sobreviver com recursos limitados.
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Um crânio de Triceratops coletado em um subúrbio de Denver em 2004. |
“Como aconteceu no oceano, ecossistemas em terra exibem o mesmo padrão de maior impacto em cadeias alimentares dependentes de plantas vivas”, declara o paleobotânico Kirk Johnson do Museu de Natureza & Ciência de Denver, outro autor do artigo. “Todos os grandes animais terrestres pereceram. Os sobreviventes incluiam grupos de animais que viviam em rios, riachos e lagos, ou que eram pequenos ou viviam em tocas. As florestas foram destruídas em escala global e as primeiras paisagens do Paleogeno eram cobertas por samambaiaias, um tipo de planta que cresce diretamente de esporos – ao contrário de coníferas e plantas florescentes que precisam de polen para interagir com outra planta viva para reprodução”.
Por todos os ecossistemas, o Paleogeno também é a marca de uma rápida irradiação de novas espécies que preenchem nichos ecológicos vazios, um processo que seria improvável em sequência a uma extinção mais gradual. Um tal indício biológico, asseguram os autores, se ajusta perfeitamente a um cenário de impacto, corroborando os indícios do registro biológico.
“Eu penso que é provável que o vulcanismo no Decão tenha tido um efeito global sobre o clima da Terra, porém centenas de milhares de anos antes da extinção em massa do final do Cretáceo”, acrescenta Ravizza. “Faltam os indícios claros que demonstrem a ocorrência de vulcanismo massivo bem no horizonte da extinção em massa. Embora essa correlação seja tentadora, os dados existentes que restringem o timing e a duração do vulcanismo, simplesmente não apoiam a ideia”.
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Edmontosaurus, um dinossauro de bico de pato, de Dawson County Montana. |
De acordo com os autores, nenhuma das teorias alternativas até agora propostas explica a distribuição global de indícios da extinção Cretáceo-Paleogeno, nem alguma delas apresenta mecanismos claros que pudessem levar a mudanças bióticas tão abruptas e completas.
“A correlação precisa entre esta enorme cratera de impacto com uma camada por todo o mundo de escombros de impacto – uma que repousa diretamente por cima do nível de extinção de plantas e animais terrestres e marinhos – é uma das descobertas mais fenomenais da história da Terra”, declara Johnson. “A ciência é complexa, mas a história é simples: um único impacto de um asteróide causou a extinção global da fronteira K-Pl”.
Por que a atmosfera do Sol é tão quente?
[ Livremente traduzido de: Why Is the Sun’s Atmosphere So Hot? ]
Novas imagens de satélites dão aos cientistas pistas para compreender o duradouro mistério do que aquece a coroa solar
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Uma “cerca-viva” de espículas, ou jatos de plasma densos, se eleva da cromosfera solar.
Crédito e imagem ampliada |
4 de março de 2010
O lançamento em 2006 do satélite multinacional Hinode mudou o quadro do Sol para a astrofísica. Para dois astrofísicos em particular, as imagens obtidas proporcionaram uma viagem de descoberta e a excitação de desvendar um mistério solar que persistia
A atmosfera da Terra pode obscurecer a visão com os telecópios dessasistidos com base na Terra, mas, sem este obstáculo, o telescópio de alta resolução a bordo do Hinode captura imagens do Sol com detalhes sem precedentes.
Foi nessas novas imagens que Scott McIntosh, Bart De Pontieu, Viggo Hansteen e Karel Schrijver descobriran as melhores pistas que os levaram a descobrir uma maneira de responder ao enigma de porque a coroa solar é milhões de graus mais quente do que a superfície visível do Sol.
“Entre as regiões observadas pelo Hinode está a cromosfera solar, a área que separa a superfície do Sol – a fotosfera – de sua atmosfera estendida, a coroa”, explica McIntosh, astrofísico do Observatório de Grande Altitude do Centro Nacional de Pesquisas Atmosféricas (NCAR), patrocinado pela NSF.
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A intuição nos leva a raciocinar que a atmosfera deveria ficar mais fria na medida em que nos afastamos da superfície do Sol, mas a realidade desmente essa suposição. Usando as imagens obtidas pelo Hinode, De Pontieu, cientista do Laboratório Solar e de Astrofísica Lockheed, McIntosh e seus colegas descobriram um novo tipo de espícula
As espículas “clássicas” (“tipo-I”) são jatos de plasma denso que se projetam da cromosfera e, quase sempre, voltam pelo caminho por onde foram, explica McIntosh. Essas espículas “tipo-II” – que McIntosh e De Pontieu recentemente batizaram de “radices”¹ – são mais quentes, efêmeras e mais rápidas do que suas irmãs tipo-I.
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McIntosh acrescenta: “Nas imagens do Hinode, as radices pareciam disparar para cima e desaparecer, frequentemente em velocidades superiores a 100 km/seg. Esses jatos provavelmente contém plasma em uma temperatura entre os 10.000 e vários milhões de graus Celsius e tem uma vida de não mais do que entre 10 a 100 segundos. Embora os astrofísicos, inclusive o fundador do NCAR, Walter Orr Roberts, tenham estudado longamente as espículas tipo-I, sabe-se que o material nelas contido não atinge a temperatura típica da coroa – cerca de 1 milhão de graus – o que eliminava uma conexão entre as espículas e o aquecimento da coroa”.
Foi somente em um congresso científico em 2008 sobre o Hinode – quando um colega discutiu ter observado uma componente sutil com uma velocidade de elevação de mais de 100 km/seg em uma região da coroa com um forte campo magnético – que De Pontieu e McIntosh se entreolharam, pensando exatamente a mesma coisa: será que aquilo era um indício das radices atingindo as temperaturas da coroa?
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Juntos, eles procuraram o conjunto de dados “ideal” do Hinode, um onde eles pudessem rastrear as colunas de plasma ejetadas da cromosfera para a coroa. Quando identiificaram esses dados, cada um abordou a tarefa por uma perspectiva diferente.
Ao compararem seus resultados, eles perceberam que as posições das radices e as assinaturas de velocidade ascendente observadas na coroa eram as mesmas. Eles também descobriram que as velocidades dos jatos vindos da cromosfera e os presentes nesses eventos na coroa se ajustavam muito bem.
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“Eses fatos indicam que as radices podem desempenhar um papel importante no suprimento e preenchimento da massa quente da coroa solar e do vento solar, explicando a diferença de temperaturas entre a coroa e a fotosfera”, diz McIntosh. “Nossos cálculos indicam que as radices podem encher a coroa com plasma quente, mesmo que apenas entre 1 e 5 % das radices atinjam as temperaturas da coroa”.
Este trabalho não proporcionou apenas a alegria da descoberta para McIntosh, De Pontieu, Schrijver (também do Laboratório Solar e de Astrofísica da Lockheed Martin) e Hansteen (da Universidade de Oslo), com o entuisiasmo de levar sua hipótese original a uma conclusão espetacular, como também o esforço tem implicações diretas para com a pesquisa climática na Terra.
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Um diagrama esquemático do ciclo de massa na atmosfera solar. |
“A compreensão dos processos solares melhora nossos conhecimentos sobre as interações Terra-Sol, dando novas abordagens sobre como a radiação UV gerada pelas tempestades solares afeta a atmosfera superior da Terra, o ozônio da estratosfera e – potencialmente – a dinâmica do clima global em escalas de tempo longas e curtas”, explica McIntosh.
Uma missão que vai ajudar na melhoria da compreensão das radices é a Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS) da NASA que permitirá aos cientistas investigarem a formação das radices em alta resolução. Uma nova missão para o Hinode também está agendada e o lançamento do Observatório de Dinâmica Solar (Solar Dynamics Observatory) agora em 2010 fornecerá uma série adicional de imagens da coroa e alta resolução a cada 10 segundos.
– Rachel Hauser, National Center for Atmospheric Research, rhauser@ucar.edu
[1] “Radice” (plural “radici”) é um termo em latim para “raiz”, geralmente usado em botânica. A tendência atual é absorver o latinório tomado emprestado pelo inglês e pronunciado de forma atroz: “ra-dái-ce”.
