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

A resposta está em jatos de plasma

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.

“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.

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”.

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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