Os pesquisadores confirmaram a existência de ondas magnéticas de plasma, conhecidas como ondas Alfvén, na fotosfera do sol. O estudo, publicado em Astronomia da Natureza , fornece novos insights sobre essas ondas fascinantes que foram descobertas pelo cientista ganhador do Prêmio Nobel Hannes Alfvén em 1947.

O vasto potencial dessas ondas reside em sua capacidade de transportar energia e informações por distâncias muito grandes devido à sua natureza puramente magnética. A descoberta direta dessas ondas na fotosfera solar, a camada mais baixa da atmosfera solar, é o primeiro passo para explorar as propriedades dessas ondas magnéticas.

A capacidade das ondas Alfvén de transportar energia também é de interesse para a astrofísica solar e de plasma, pois pode ajudar a explicar o aquecimento extremo da atmosfera solar - um mistério que não foi resolvido por mais de um século.

Ondas evasivas

As ondas de Alfvén se formam quando partículas carregadas (íons) oscilam em resposta às interações entre campos magnéticos e correntes elétricas.

Dentro dos feixes de campos magnéticos da atmosfera solar, conhecidos como tubos de fluxo magnético solar, pode formar. As ondas de Alfvén devem se manifestar em uma das duas formas nos tubos de fluxo magnético solar; tanto pertubações torcionais axissimétricas (onde oscilações simétricas ocorrem em torno do eixo do tubo de fluxo) ou pertubações torcionais anti-simétricas (onde oscilações ocorrem como dois redemoinhos girando em direções opostas no tubo de fluxo).

Apesar das afirmações anteriores, ondas torsionais Alfvén nunca foram identificadas diretamente na fotosfera solar, mesmo em sua forma mais simples de oscilações axissimétricas de tubos de fluxo magnético.

Neste estudo, os pesquisadores usaram observações de alta resolução da atmosfera solar, feito pelo gerador de imagens IBIS da Agência Espacial Europeia, para provar a existência de ondas de torção anti-simétricas previstas pela primeira vez há quase 50 anos.

Eles também descobriram que essas ondas poderiam ser usadas para extrair grandes quantidades de energia da fotosfera solar, confirmando o potencial dessas ondas para uma ampla gama de áreas de pesquisa e aplicações industriais.

A pesquisa foi liderada pelo Dr. Marco Stangalini, Agência Espacial Italiana (ASI, Itália) e cientistas de sete outros institutos de pesquisa e universidades, incluindo o Dr. David Tsiklauri do Queen Mary e Ph.D. estudante Callum Boocock, estiveram envolvidos nesta descoberta inovadora.

Simulações de última geração

Além dessas observações, pesquisadores do Queen Mary realizaram simulações numéricas para explorar os mecanismos de excitação dessas ondas elusivas.

Os pesquisadores do Queen Mary projetaram e configuraram uma simulação magnetohidrodinâmica (MHD), que são usados ​​para modelar a dinâmica de fluidos magnetizados como aqueles encontrados na atmosfera solar, para reproduzir as observações da equipe.

Dr. David Tsiklauri, Visitando professor sênior na Escola de Física e Astronomia Queen Mary, disse:"O que foi incrível é que nossa ideia de que a Onda Alfvén linearmente polarizada conduzindo na parte inferior de um tubo de fluxo magnético resultará na geração de oscilações de torção em todo o tubo de fluxo, verdadeiras para uma ampla gama de parâmetros físicos. Observações e as simulações sinalizavam a descoberta das ondas de Alfvén. "

Callum Boocock, um Ph.D. estudante da Escola de Física e Astronomia Queen Mary, disse:"As observações de ondas torsionais Alfven feitas por Marco e sua equipe foram notavelmente semelhantes ao comportamento visto em nossas simulações MHD, demonstrando a importância dessas simulações para descobrir e explicar os mecanismos de geração de ondas. "

Os pesquisadores esperam ser capazes de usar as novas oportunidades oferecidas pelas instalações recentemente comissionadas, como o satélite Solar Orbiter e o terrestre Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST), para continuar a pesquisar a relevância das ondas de Alfvén e potencialmente desvendar os segredos fundamentais do sol.