Durante décadas, os cientistas ficaram intrigados com um paradoxo significativo: como a atmosfera exterior do Sol, a corona, é muito mais quente – milhões de graus – do que a sua superfície visível, que é de cerca de 5.500 graus Celsius (9.932 graus Fahrenheit). Agora, utilizando o telescópio solar mais poderoso do mundo, os investigadores observaram ondas magnéticas torcidas, uma descoberta que poderá ajudar a desvendar este mistério de longa data.
A descoberta das ondas torcionais de Alfvén
A equipe de pesquisa, usando dados do Telescópio Solar Daniel K. Inouye, no Havaí, observou diretamente torções magnéticas em pequena escala no Sol – especificamente, ondas torcionais de Alfvén. Estas ondas, previstas em 1942 pelo prémio Nobel sueco Hannes Alfvén, são perturbações magnéticas que viajam através do plasma do Sol, um gás sobreaquecido e eletricamente carregado. Embora versões maiores destas ondas tenham sido anteriormente associadas a erupções solares, estas ondas mais pequenas e de torção constante permaneceram desconhecidas até agora.
“Esta descoberta marca o fim de uma pesquisa de décadas por estas ondas, com origens que remontam à década de 1940”, afirmou Richard Morton, professor da Universidade de Northumbria, no Reino Unido, que liderou o estudo.
Por que essas ondas são importantes: o quebra-cabeça do aquecimento solar
Os cientistas há muito que suspeitam que estas ondas de pequena escala poderiam transferir continuamente energia da superfície do Sol para a sua atmosfera. Este processo alimentaria o vento solar e, de forma crítica, aqueceria a coroa a temperaturas incríveis. Os resultados oferecem um forte apoio para modelos teóricos que tentam explicar como a turbulência magnética transporta e dissipa energia na atmosfera superior do Sol. Ter observações diretas permite que os pesquisadores testem esses modelos em relação ao que realmente observam.
Observações sem precedentes do Sol
Para chegar às suas conclusões, a equipe de Morton utilizou o Telescópio Solar Inouye, que captura as imagens do Sol com a mais alta resolução já alcançada. A largura de quatro metros do telescópio permite a detecção de pequenas mudanças na luz, revelando como o plasma flui através da coroa com detalhes sem precedentes.
Durante a fase de comissionamento do telescópio em outubro de 2023, a equipe rastreou átomos de ferro aquecidos a surpreendentes 1,6 milhão de graus Celsius e observou tênues mudanças em vermelho e azul em lados opostos dos loops magnéticos. Essas mudanças são a marca registrada das ondas retorcidas de Alfvén.
A técnica: espectroscopia e movimento oculto
A torção das linhas do campo magnético do Sol é sutil, dificultando a detecção direta nas imagens. Portanto, a equipe empregou uma técnica chamada espectroscopia, que mede como o gás quente se aproxima ou se afasta da Terra. Este movimento altera subtilmente a cor da luz – vermelha quando se afasta, azul quando se aproxima – revelando assim o padrão de torção oculto na atmosfera do Sol.
“O movimento do plasma na coroa solar é amplamente dominado por movimentos oscilantes”, explicou Morton. “Tive que desenvolver uma maneira de remover a oscilação para isolar e identificar a torção.”
Os resultados: movimento constante e transferência de energia
As descobertas revelam que mesmo nas regiões mais tranquilas do Sol, a coroa está repleta de ondas torcionais de Alfvén. Essas ondas giram constantemente as linhas do campo magnético do Sol, transportando energia para cima através das camadas solares. Este transporte de energia da baixa atmosfera para a coroa resulta, em última análise, na libertação de calor, fornecendo novas informações sobre o mistério da coroa solar ser significativamente mais quente do que a sua superfície.
Para Morton e seus colegas, esta detecção há muito procurada abre novos caminhos de investigação sobre como estas ondas se propagam e, em última análise, dissipam energia dentro da coroa.
A descoberta representa um avanço significativo na compreensão da complexa dinâmica do Sol e da sua atmosfera, prometendo lançar luz sobre um dos enigmas mais duradouros da física solar.
