[ 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

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.

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.

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?

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.

“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.

“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”.