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    Medindo a estrutura de uma explosão solar gigante

    Uma imagem ultravioleta de uma explosão solar gigante em 10/09/2017, vista pelo SDO, o Observatório Solar Dynamics. Os contornos brancos mostram as linhas do campo magnético derivadas de modelos; as regiões vermelhas mostram as imagens de micro-ondas de alta resolução do Expanded Owens Valley Solar Array (EOVSA) que revelam o crescimento rápido, em forma de balão, erupção de gás quente (a escala mostra a frequência das observações). Essas imagens de alta resolução espacial permitiram aos astrônomos confirmar que essas regiões são os principais locais para acelerar e canalizar os elétrons em movimento rápido para o espaço interplanetário. Crédito:NSF, NASA, e Chen et al. 2020

    A coroa do sol, sua camada mais externa quente, tem uma temperatura de mais de um milhão de graus Kelvin, e produz um vento de partículas carregadas, cerca de um milionésimo da massa da lua é ejetado a cada ano. Eventos transitórios são conhecidos por causar grandes erupções de partículas carregadas de alta energia no espaço, alguns dos quais bombardeiam a Terra, produzindo brilhos aurorais e ocasionalmente até interrompendo as comunicações globais. Uma questão que há muito intrigava os astrônomos é como o sol produz essas partículas de alta energia.

    Flares ou outros tipos de eventos impulsivos são considerados mecanismos-chave. O gás quente é ionizado e produz uma camada subjacente de corrente circulante que gera poderosos loops de campo magnético. Quando esses loops se retorcem e se rompem, eles podem ejetar abruptamente pulsos de partículas carregadas. Na imagem padrão das erupções solares, movimentos em grande escala impulsionam essa atividade, mas onde e como a energia é liberada localmente, e como as partículas são aceleradas, permaneceram incertos porque as propriedades magnéticas da folha de corrente de grande escala não foram medidas em tamanhos pequenos o suficiente para corresponder aos domínios da atividade de queima.

    Astrônomos CfA Chengcai Shen, Katharine Reeves e uma equipe de seus colaboradores relatam observações espacialmente resolvidas das regiões do campo magnético e da atividade do elétron ejetado pelo flare. A equipe usou a matriz de treze antenas no Expanded Owens Valley Solar Array (EOVSA) e suas técnicas de imagem de microondas para observar a explosão solar gigante em 10 de setembro de 2017. À medida que o evento avançava, eles viram uma rápida ascensão, cavidade escura em forma de balão, correspondendo a linhas de campo magnético torcidas subindo, quebra, e ejetar elétrons visto aproximadamente ao longo do eixo das linhas de campo.

    Os cientistas foram capazes de modelar os detalhes da configuração, e estimando a força do campo magnético e a velocidade do fluxo de plasma, eles determinaram que esta única grande erupção liberou durante seus poucos minutos de pico cerca de 0,02% da energia de todo o sol. Seus resultados sugerem que esses tipos de estruturas espaciais no campo são os principais locais para acelerar e canalizar os elétrons em movimento rápido para o espaço interplanetário, e demonstrar o poder desses novos, técnicas de imagem espacialmente resolvidas.


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