p A coroa do Sol, invisível ao olho humano, exceto quando aparece brevemente como um halo de plasma de fogo durante um eclipse solar, permanece um enigma mesmo para os cientistas que o estudam de perto. Localizado 1, 300 milhas da superfície da estrela, é mais de cem vezes mais quente do que as camadas inferiores, muito mais próximas do reator de fusão no núcleo solar. p Uma equipe de físicos, liderado por Gregory Fleishman da NJIT, descobriu recentemente um fenômeno que pode começar a desvendar o que eles chamam de "um dos maiores desafios para a modelagem solar" - determinar os mecanismos físicos que aquecem a atmosfera superior a 1 milhão de graus Fahrenheit (500, 000 graus Celsius) e superiores. Suas descobertas, que são responsáveis ​​pela energia térmica anteriormente não detectada na corona, foram publicados recentemente em 123-year-old Astrophysical Journal , cujos editores incluíram cientistas espaciais fundamentais, como Edwin Hubble.

p "Sabíamos que algo realmente intrigante acontece na interface entre a fotosfera - a superfície do Sol - e a coroa, dadas as disparidades perceptíveis na composição química entre as duas camadas e o aumento acentuado nas temperaturas do plasma nesta junção, "observa Fleishman, um distinto professor pesquisador de física.

p Com uma série de observações do Solar Dynamics Observatory (SDO) da NASA, a equipe revelou regiões na corona com níveis elevados de íons de metais pesados ​​contidos em tubos de fluxo magnético - concentrações de campos magnéticos - que carregam uma corrente elétrica. Suas imagens vívidas, capturado na banda ultravioleta (EUV) extrema (onda curta), revelam desproporcionalmente grandes - por um fator de cinco ou mais - concentrações de metais com carga múltipla em comparação com íons de um único elétron de hidrogênio, do que existir na fotosfera.

p Os íons de ferro residem no que a equipe chama de "armadilhas iônicas" localizadas na base dos loops coronais, arcos de plasma eletrificado dirigidos por linhas de campo magnético. A existência dessas armadilhas, eles dizem, implica que existem loops coronais altamente energéticos, empobrecido de íons de ferro, que até agora escaparam da detecção na faixa EUV. Apenas íons de metal, com seus elétrons flutuantes, produzem emissões que os tornam visíveis.

p "Essas observações sugerem que a corona pode conter ainda mais energia térmica do que é diretamente observada na faixa EUV e que ainda não contabilizamos, "diz ele." Esta energia é visível em outros comprimentos de onda, Contudo, e esperamos combinar nossos dados com os cientistas que os visualizam por meio de microondas e raios-X, como os cientistas da Expanded Owens Valley Solar Array do NJIT, por exemplo, para esclarecer incompatibilidades de energia que pudemos quantificar até agora. "

p Existem várias teorias, nenhum ainda conclusivo, que explicam o calor escaldante da corona:linhas de energia magnética que se reconectam na atmosfera superior e liberam energia explosiva e ondas de energia despejadas na corona, onde são convertidos em energia térmica, entre outros.

p "Antes de abordarmos como a energia é gerada na coroa, devemos primeiro mapear e quantificar sua estrutura térmica, "Fleishman observa.

p "O que sabemos sobre a temperatura da corona vem da medição das emissões de EUV produzidas por íons pesados ​​em vários estados de ionização, que depende de suas concentrações, bem como a temperatura e densidade do plasma, "Ele acrescenta." A distribuição não uniforme desses íons no espaço e no tempo parece afetar a temperatura da coroa. "

p Os íons de metal entram na corona quando explosões solares de vários tamanhos destroem as armadilhas, e eles são evaporados em ciclos de fluxo na alta atmosfera.

p Liberações de energia em erupções solares e formas associadas de erupções ocorrem quando linhas de campo magnético, com suas poderosas correntes elétricas subjacentes, são torcidos além de um ponto crítico que pode ser medido pelo número de voltas na torção. A maior dessas erupções causa o que é conhecido como clima espacial - a radiação, partículas energéticas e liberações de campo magnético do Sol poderosas o suficiente para causar efeitos graves no ambiente próximo à Terra, como a interrupção das comunicações, linhas de energia e sistemas de navegação.

p É apenas por meio de avanços recentes nas capacidades de imagem que os cientistas solares podem agora fazer medições de rotina dos vetores do campo magnético fotossférico a partir dos quais computam o componente vertical das correntes elétricas, e, simultaneamente, quantificar as emissões EUV produzidas por íons pesados.

p "Antes dessas observações, contabilizamos apenas os loops coronais cheios de íons pesados, mas não poderíamos contabilizar os tubos de fluxo esgotados deles, "Fleishman diz." Agora, todos esses fenômenos mal compreendidos têm uma base física sólida que podemos observar. Podemos quantificar melhor a estrutura térmica da corona e obter uma compreensão mais clara de por que a distribuição de íons na atmosfera solar não é uniforme no espaço e variável no tempo. "

p Cientistas do Big Bear Solar Observatory (BBSO) do NJIT capturaram as primeiras imagens de alta resolução de campos magnéticos e fluxos de plasma originados bem abaixo da superfície do Sol, traçando a evolução das manchas solares e cordas de fluxo magnético através da cromosfera antes de sua aparição dramática na coroa como loops flamejantes.

p Emissões EUV, Contudo, só pode ser observado do espaço. O SDO, a bordo de uma espaçonave lançada em 2010, measures both magnetic field and EUV emissions from the whole Sun. The implications of the corona's temperature structure, and whether it allows the Sun to transfer more heat into the solar system, "is the subject of future study, " Fleishman says.