Os cientistas analisaram imagens de manchas solares de um trio de observatórios - incluindo o Observatório Solar Big Bear, que capturou esta filmagem - para fazer as primeiras observações de uma onda solar viajando de uma mancha solar para a atmosfera do sol. Crédito:BBSO / Zhao et al
Embora muitas vezes pareça invariável do nosso ponto de vista na Terra, o sol está mudando constantemente. O material percorre não apenas a própria estrela, mas em toda a sua atmosfera expansiva. Compreender a dança desse gás carregado é uma parte fundamental para entender melhor nosso sol - como ele aquece sua atmosfera, como ele cria um fluxo constante de vento solar fluindo para fora em todas as direções, e como os campos magnéticos giram e giram para criar regiões que podem explodir em erupções gigantes. Agora, pela primeira vez, os pesquisadores rastrearam um tipo específico de onda solar conforme ela se elevava da superfície do sol através de sua atmosfera, adicionando à nossa compreensão de como o material solar viaja ao longo do sol.
Rastrear ondas solares como essa fornece uma nova ferramenta para os cientistas estudarem a atmosfera do sol. As imagens da viagem também confirmam as ideias existentes, ajudando a definir a existência de um mecanismo que move energia - e, portanto, calor - para a atmosfera superior misteriosamente quente do sol, chamada de corona. Um estudo sobre esses resultados foi publicado em 11 de outubro de 2016, no The Astrophysical Journal Letters .
"Vemos certos tipos de ondas sísmicas solares canalizando para cima na atmosfera inferior, chamada cromosfera, e de lá, na corona, "disse Junwei Zhao, um cientista solar na Universidade de Stanford em Stanford, Califórnia, e autor principal do estudo. "Essa pesquisa nos dá um novo ponto de vista para olhar as ondas que podem contribuir para a energia da atmosfera."
O estudo faz uso da riqueza de dados capturados pelo Solar Dynamics Observatory da NASA, Interface Region Imaging Spectrograph da NASA, e o Observatório Solar Big Bear em Big Bear Lake, Califórnia. Juntos, esses observatórios observam o sol em 16 comprimentos de onda de luz que mostram a superfície do sol e a baixa atmosfera. SDO sozinho captura 11 deles.
"SDO tira imagens do sol em muitos comprimentos de onda diferentes em alta resolução de tempo, "disse Dean Pesnell, Cientista do projeto SDO no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. "Isso permite que você veja as frequências dessas ondas - se você não tivesse imagens tão rápidas, você perderia o controle das ondas de uma imagem para a outra. "
Embora os cientistas suspeitem há muito tempo que as ondas que localizam na superfície do Sol, chamada fotosfera, estão ligados àqueles vistos nas partes mais baixas da atmosfera do sol, chamada cromosfera, esta nova análise é a primeira vez que os cientistas conseguiram realmente assistir a onda viajar através das várias camadas na atmosfera do sol.
Quando o material é aquecido a altas temperaturas, ele libera energia na forma de luz. O tipo, ou comprimento de onda, dessa luz é determinada pelo que o material é, bem como sua temperatura. Isso significa que diferentes comprimentos de onda do sol podem ser mapeados para diferentes temperaturas do material solar. Já que sabemos como a temperatura do sol muda ao longo das camadas de sua atmosfera, podemos então ordenar esses comprimentos de onda de acordo com sua altura acima da superfície - e essencialmente observar as ondas solares enquanto elas viajam para cima.
As implicações deste estudo são duplas - primeiro, esta técnica para observar as ondas em si dá aos cientistas uma nova ferramenta para entender a baixa atmosfera do sol.
Os cientistas usaram dados do Observatório Solar Dynamics da NASA, Interface Region Imaging Spectrograph da NASA, e o Big Bear Solar Observatory para rastrear uma onda solar que é canalizada para cima da superfície do sol para a atmosfera. Crédito:Zhao et al / NASA / SDO / IRIS / BBSO
"Observar as ondas se movendo para cima nos diz muito sobre as propriedades da atmosfera acima das manchas solares - como a temperatura, pressão, e densidade, "disse Ruizhu Chen, um estudante cientista de graduação em Stanford que é o autor do estudo. "Mais importante, podemos descobrir a força e a direção do campo magnético. "
O efeito do campo magnético nessas ondas é pronunciado. Em vez de viajar direto para cima sob o sol, as ondas mudam, tomando um caminho curvo pela atmosfera.
"O campo magnético está agindo como trilhos de ferrovia, guiando as ondas conforme elas se movem pela atmosfera, "disse Pesnell, que não esteve envolvido neste estudo.
A segunda implicação desta nova pesquisa é para uma questão de longa data na física solar - o problema do aquecimento coronal.
O sol produz energia fundindo hidrogênio em seu núcleo, portanto, os modelos mais simples sugerem que cada camada do sol deve ser mais fria à medida que você se move para fora. Contudo, a atmosfera do sol, chamada de corona, é cerca de cem vezes mais quente do que a região abaixo - ao contrário do que você esperaria.
Ninguém ainda foi capaz de localizar definitivamente a fonte de todo o calor extra na coroa, mas essas ondas podem desempenhar um pequeno papel.
"Quando uma onda sobe, uma série de coisas diferentes podem acontecer, "disse Zhao." Alguns podem refletir de volta para baixo, ou contribuir para o aquecimento - mas em quanto, ainda não sabemos. "
NASA Goddard construiu, opera e gerencia a espaçonave SDO para o Diretório de Missões Científicas da NASA em Washington. Lockheed Martin projetou o observatório IRIS e gerencia a missão para a NASA. O Big Bear Solar Observatory é operado pelo New Jersey Institute of Technology em Newark, Nova Jersey.
