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    Astrônomos revelam o campo magnético da coroa solar

    Imagens de alta resolução da coroa solar. Os painéis superiores mostram a luz visível (cor invertida), enquanto os painéis inferiores mostram a forma do campo magnético. Detalhes finos, quantificado pela primeira vez, são visíveis em toda a corona. Crédito:B. Boe / IfA

    Enquanto o mundo está lidando com a pandemia de coronavírus, pesquisadores do Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí (IfA) têm trabalhado arduamente no estudo da coroa solar, a atmosfera mais externa do sol que se expande no espaço interplanetário. Esse fluxo de partículas carregadas que irradia da superfície do sol é chamado de vento solar e se expande para preencher todo o sistema solar.

    As propriedades da coroa solar são uma consequência do complexo campo magnético do sol, que é produzido no interior solar e se estende para fora. Um novo estudo do aluno de pós-graduação do IfA Benjamin Boe, publicado quarta-feira, 3 de junho no Astrophysical Journal , usaram observações do eclipse solar total para medir a forma do campo magnético coronal com maior resolução espacial e sobre uma área maior do que nunca.

    A corona é mais facilmente vista durante um eclipse solar total - quando a lua está diretamente entre a Terra e o sol, bloqueando a superfície brilhante do sol. Avanços tecnológicos significativos nas últimas décadas mudaram muito o foco para observações baseadas no espaço em comprimentos de onda de luz não acessíveis do solo, ou a grandes telescópios terrestres, como o Daniel K. Inouye Solar Telescope em Maui. Apesar desses avanços, alguns aspectos da coroa só podem ser estudados durante eclipses solares totais.

    É por isso que o conselheiro de Boe e especialista em pesquisa coronal, Shadia Habbal, liderou um grupo de caçadores de eclipses fazendo observações científicas durante eclipses solares por mais de 20 anos. Os chamados "sherpas do vento solar" viajam pelo globo perseguindo eclipses solares totais, transportando instrumentos científicos sensíveis em aviões, helicópteros, carros, e até mesmo cavalos para chegar aos locais ideais. Essas observações do eclipse solar levaram a avanços na revelação de alguns dos segredos dos processos físicos que definem a corona.

    "A coroa foi observada com eclipses solares totais por mais de um século, mas nunca antes as imagens de eclipse foram usadas para quantificar sua estrutura de campo magnético, "explicou Boe, "Eu sabia que seria possível extrair muito mais informações aplicando técnicas modernas de processamento de imagens aos dados do eclipse solar." Boe traçou o padrão da distribuição das linhas do campo magnético na corona, usando um método de rastreamento automático aplicado a imagens da coroa tiradas durante 14 eclipses nas últimas duas décadas. Esses dados forneceram a chance de estudar as mudanças na coroa ao longo de dois ciclos magnéticos do sol de 11 anos.

    Boe descobriu que o padrão das linhas do campo magnético coronal é altamente estruturado, com estruturas vistas em escalas de tamanho até o limite de resolução das câmeras usadas para as observações. Ele também viu o padrão mudando com o tempo. Para quantificar essas mudanças, Boe mediu o ângulo do campo magnético em relação à superfície do sol.

    Séries temporais mostrando a evolução do campo magnético coronal do sol. Crédito:B. Boe / IfA

    Durante os períodos de atividade solar mínima, o campo da corona emanava quase direto do sol perto do equador e dos pólos, enquanto saiu em uma variedade de ângulos em latitudes médias. Durante o máximo de atividade solar, por outro lado, o campo magnético coronal era muito menos organizado e mais radial.

    "Sabíamos que haveria mudanças ao longo do ciclo solar, "comentou Boe, "mas nunca esperamos o quão extenso e estruturado o campo coronal seria. Modelos futuros terão que explicar essas características para compreender completamente o campo magnético coronal."

    Esses resultados desafiam as suposições atuais usadas na modelagem coronal, que freqüentemente assume que o campo magnético coronal é radial além de 2,5 raios solares. Em vez de, este trabalho descobriu que o campo coronal era frequentemente não radial a pelo menos quatro raios solares.

    Este trabalho tem implicações adicionais em outras áreas da pesquisa solar, incluindo a formação do vento solar, que impacta o campo magnético da Terra e pode ter efeitos no solo, como quedas de energia.

    "Esses resultados são de particular interesse para a formação do vento solar. Isso indica que as idéias principais sobre como modelar a formação do vento solar não estão completas, e assim nossa capacidade de prever e defender contra o clima espacial pode ser melhorada, "disse Boe.

    A equipe já está planejando suas próximas expedições de eclipse, com o próximo programado para a América do Sul em dezembro deste ano.

    Os resultados são publicados na edição de 3 de junho da Astrophysical Journal , e também estão disponíveis em formato pré-impresso no ArXiv.


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