A atmosfera do Sol

Traduzido de: Longstanding Mystery of Sun’s Hot Outer Atmosphere Solved

A resposta está em jatos de plasma

Images showing narrow jets of material streaking upward from the Sun's surface at high speeds.

Estreitos jatos de material, chamados espículas, emergem da superfície do Sol em altas velocidades.
Crédito e imagem ampliada

6 de janeiro de 2011

Um dos mais renitentes mistérios da física do Sol é o motivo pelo qual a atmosfera externa do Sol, ou Coroa Solar, é milhões de graus mais quente do que sua superfície.

Agora, os cientistas acreditam ter descoberto uma fonte, talvez a principal, de gases quentes que recompletam a coroa: jatos de plasma que emergem logo acima da superfície do Sol.

A descoberta tem implicações para uma questão fundamental da astrofísica: como a energia sai do interior do Sol para criar sua atmosfera externa quente.

“Sempre foi uma questão embaraçosa o fato da atmosfera do Sol ser mais quente do que sua superfície”, conta Scott McIntosh, um físico solar do Observatório de Grande Altitude do Centro Nacional de Pesquisas Atmosféricas (National Center for Atmospheric
Research = NCAR) em Boulder, Colorado, que participou dos estudos.

Image showing jets of plasma from just above the Sun's surface.

Jatos de plasma que partem da superfície do Sol provavelmente recompletam a coroa.
Crédito e Imagem Ampliada

“Com a identificação do processo pelo qual esses jatos inserem plasma aquecido na atmosfera exterior do Sol, podemos obter uma compreensão bem melhor dessa região e, possivelmente, melhorar nossos conhecimentos sobre a influência sutil do Sol na atmosfera superior da Terra”.

A pesquisa, cujos resultados serão publicados nesta semana na Science, foi realizado por cientistas do Laboratório Solar e Astrofísico da Lockheed Martin (LMSAL), do NCAR e da Universidade de Oslo, apoiados pela NASA e a Fundação Nacional de Ciências (NSF) que patrocina o NCAR.

“Essas observações são um passo significativo para a compreensão das temperaturas observadas na coroa solar”, diz Rich
Behnke da Divisão de Ciências Atmosféricas e Geoespaciais da NSF. “Elas dão uma nova compreensão sobre a vazão de energia do Sol e de outras estrelas. Os resultados são um grande exemplo do poder da colaboração entre universidades, indústria privada e organizações e cientistas do governo”.

A equipe de pesquisas se focalizou nos jatos de plasma chamados espículas, que são jorros de plasma impelidos para cima a partir da superfície do Sol na direção da atmosfera exterior.

Images showing the Sun's outer atmosphere, or corona, and a jet of hot material.

A atmosfera externa do Sol, ou Coroa, é milhões de graus mais quente do que sua superfície.
Crédito e Imagem Ampliada

Durante décadas os cientistas acreditavam que as espículas poderiam enviar o calor para a coroa. Entretanto, após observações nos anos 1980, se descobriu que o plasma das espículas não chegava às temperaturas da coroa e, assim, a teoria saiu de voga.

“Nunca se observou espículas aquecidas a milhões de graus, de forma que seu papel no aquecimento da coroa foi considerado improvável”, conta Bart De Pontieu, o pesquisador chefe e físico solar no LMSAL.

Em
2007, De Pontieu, McIntosh e seus colegas identificaram uma nova classe de espículas que se moviam muito mais depressa e tinham uma vida mais curta do que as espículas tradicionais.

Essas espículas “tipo 2” se lançavam para cima em altas velocidades, frequentemente a mais de 100 km por segundo, antes de desaparecer. E o rápido desaparecimento desses jatos sugeria que o plasma carregado por eles poderia ficar muito quente, mas não havia indícios diretos nas observações desse processo.

Os pesquisadores se valeram de novas observações feitas com a Montagem de Imageamento Atmosférico do recém-lançado Observatório Dinâmico Solar da NASA e da Ferramenta de Plano Focal da NASA no Telescópio Óptico Solar no satélite japonês Hinode, para testar sua hipótese.

“As altas definições espacial e temporal dos novos instrumentos foi crucial para revelar esse suprimento de massa coronal, até então oculto”, explica McIntosh.

“Nossas observações revelam pela primeira vez a conexão direta entre o plasma aquecido a milhões de graus e as espículas que inserem esse plasma na coroa”.

Image showing of a solar eclipse showcasing the Sun's corona.

Um eclipse solar exibe a coroa solar.
Crédito e Imagem Ampliada

A descoberta representa um desafio às teorias existentes sobre o aquecimento da coroa.

Durante as últimas décadas, os cientistas propuseram uma grande variedade de modelos teóricos, mas a falta de observações detalhadas prejudicou seriamente o progresso.

“Um dos maiores desafios era compreender o que impele e aquece o material nas espículas”, observa De Pontieu. Ainda segundo ele, um passo chave será compreender melhor a região de interface entre a superfície visível do Sol, ou fotosfera, e sua coroa.

Outra missão da NASA, o Espectrógrafo de Imageamento da Região de Interface (Interface Region Imaging
Spectrograph = IRIS), está prevista para ser lançada em 2012 para fornecer dados de alta fidelidade sobre os complexos processos e enormes contrastes de densidade, temperatura e campo magnético entre a fotosfera e a coroa. Os pesquisadores esperam que isso revele mais acerca do aquecimento e do processo de emissão das espículas.

O LMSAL faz parte da Lockheed Martin
Space Systems Company, que projeta e desnvolve, testa, manufatura e opera todo um espectro de sistemas de alta tecnologia para a segurança nacional, forças armadas e clientes públicos e privados.


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Discussão - 8 comentários

  1. João Carlos, olá !
    Como "Palpiteiro de Plantão", vim lhe visitar para saber da sua saúde e aliviar minhas tensões mentais !
    Com relação ao nosso "Astro Rei" ou ao TUPÃ, Deus para a nossa Civilização Silvícola Original, creio que seja muito simples explicar o por quê da atmosfera solar possuir e manter tais temperaturas, tão mais superiores que as das próprias espículas as geram !
    "O ATRITO" produzido pelo trajeto na atmosfera solar, de todas as Espículas, lançadas com velocidades em torno de 100 km por segundo, é mais do que o suficiente para evaporar o material superficial destas Espículas. Este vapor, além de sobre-aquecer localizadamente a atmosfera solar, à torna ainda mais adensada e, como decorrência, com maior coeficiente de Atrito !
    Lógico que isto ocorre, relativamente ao Sol, de forma localizada e momentânea, porém face a recorrência sazonal, temos a maior ou menor quantidade de irradiação solar !
    Convém não se desconsiderar que as Espículas, lançadas em maior volume, por não se voparizarem totalmente, sobrevivem à travessia da atmosfera solar, formando as famosas "línguas de plasma solar". Estas sob a ação gravitacional, retornam aceleradamente e penetram na Coroa Solar, efetivando nova etapa de sobre-aquecimento gerado pelo Atrito Atmosférico !
    Isto é tão lógico, que não mais existe a necessidade de se pesquisar para a sua comprovação !
    Creio que a Humanidade deva se concentrar, na atual etapa, em pesquisas nano-espaciais !
    Desculpe-me, sou apenas mais um "Palpiteiro de Plantão" !
    Abraços à todos !
    Camarão Tricolor.

  2. eu nao tirei nota auta por causa de vcs

    • João Carlos disse:

      Escrevendo "auta" no lugar de "alta", você nunca vai conseguir uma nota boa, mesmo... Principalmente se continuar pondo a culpa nos outros, em vez de estudar que é bom.

    • João Carlos disse:

      Olá, Julia Fernanda! Vou tentar responder suas três perguntas.
      1 - A Atmosfera do Sol. Chamam de "atmosfera" do Sol tudo o que fica acima da superfície observável do Sol (termo técnico para essa superfície: fotosfera). Essa "atmosfera" do Sol vai desde a fotosfera até o extremo da zona de influência do Sol - chamada de heliopausa - bem além da órbita de Plutão (portanto, a Terra fica dentro da atmosfera do Sol).
      Existem algumas regiões bem diferentes nessa atmosfera, a saber:
      A região de temperatura mínima. Curiosamente, logo acima da fotosfera, em uma faixa de cerca de 500 km de espessura, você poderia esperar algo bem quente, né?... Pois é justamente o contrário: é a região mais fria, com uma temperatura na faixa dos 1.400°K.
      Acima desta, fica a chamada Cromosfera (chamada assim porque é aquela região colorida que se vê brilhando por trás da Lua durante os eclipses totais). Na Cromosfera, a temperatura vai subindo ao longo de seus cerca de 2.000 km de espessura, até chegar a uns 20.000°K.
      Logo acima da Cromosfera, existe a Região de Transição, com cerca de 200 km de espessura, onde a temperatura sobe ainda mais, até cerca de 1.000.000°K.
      A partir daí, estamos na Corona Solar. É uma região bastante movimentada, com temperaturas que vão dos 1.000.000°K para cima (quanto?... depende das condições constantemente mutáveis da Corona). Essa região é de onde se irradia a luz (e o calor - que, por falar nisso, é apenas mais uma forma de "luz", isto é, radiação eletromagnética) que nos ilumina e aquece (e, de vez em quando, tem umas erupções de partículas que geram as chamadas Tempestades Solares).
      A partir da Corona, fica a parte mais rarefeita da atmosfera do Sol, genericamente chamada de Heliosfera que vai até a Heliopausa, à qual se segue o espaço interestelar.
      Não há resposta para a duração de um "ano" solar... Não se conhece o suficiente sobre a rotação do Sol em torno do centro da Via Láctea.
      Obrigado pelas perguntas e volte sempre.

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