p Setembro passado, uma nova região massiva de campo magnético irrompeu na superfície do Sol próximo a uma mancha solar existente. A poderosa colisão de campos magnéticos produziu uma série de potentes explosões solares, causando condições climáticas turbulentas no espaço na Terra. Esses foram os primeiros sinalizadores a serem capturados, em sua progressão momento a momento, pelo New Jersey Institute of Technology (NJIT) recentemente expandiu Owens Valley Solar Array (EOVSA). p Com 13 antenas trabalhando juntas, EOVSA foi capaz de fazer imagens do flare em várias frequências de rádio simultaneamente pela primeira vez. Essa capacidade aprimorada de perscrutar a mecânica das chamas oferece aos cientistas novos caminhos para investigar as erupções mais poderosas em nosso sistema solar.

p "Essas chamas de setembro incluíram duas das mais fortes do atual ciclo de atividade solar de 11 anos, lançando radiação e partículas carregadas em direção à Terra que interromperam as comunicações de rádio, "disse Dale Gary, distinto professor de física do NJIT's Center for Solar-Terrestrial Research (CSTR) e diretor da EOVSA. A última explosão do período, em 10 de setembro, foi "o mais emocionante, " ele adicionou.

p "A região da mancha solar estava passando sobre o ramo solar - a borda do Sol conforme ele gira - e pudemos ver a altura comparativa da erupção em muitos comprimentos de onda diferentes, da ótica, para ultravioleta, para raios-X, para o rádio, ", ele contou." Esta vista oferece uma oportunidade maravilhosa de capturar a estrutura de uma grande explosão solar com todos os seus ingredientes. "

p As emissões de rádio são geradas por elétrons energéticos acelerados na corona, a atmosfera superior quente do Sol. A física solar moderna depende de observações em muitos comprimentos de onda; a imagem de rádio complementa isso observando diretamente a aceleração das partículas que impulsiona todo o processo. Ao medir o espectro de rádio em diferentes locais da atmosfera solar, especialmente quando é capaz de fazer isso rápido o suficiente para acompanhar as mudanças durante as explosões solares, torna-se um poderoso diagnóstico do ambiente solar em rápida mudança durante essas erupções.

p EOVSA, que é financiado pela National Science Foundation, é o primeiro instrumento de imagem de rádio que pode fazer imagens espectrais rápido o suficiente - em um segundo - para acompanhar as mudanças rápidas que ocorrem em explosões solares. Esta capacidade permite que o espectro de rádio seja medido dinamicamente em toda a região de queima, para identificar a localização da aceleração das partículas e mapear onde essas partículas viajam. Imagens de explosões solares na maioria dos outros comprimentos de onda mostram apenas as consequências do aquecimento pelas partículas aceleradas, enquanto a emissão de rádio pode mostrar diretamente as próprias partículas.

p "Um dos grandes mistérios da pesquisa solar é entender como o Sol produz partículas de energia extremamente alta em tão pouco tempo, "Gary observou." Mas, para responder a essa pergunta, devemos ter diagnósticos quantitativos das partículas e do ambiente, especialmente o campo magnético que está no centro da liberação de energia. EOVSA torna isso possível em comprimentos de onda de rádio pela primeira vez. "

p Gary apresentou as novas descobertas da EOVSA esta semana na reunião Triennial Earth-Sun Summit (TESS), que reúne a divisão de física solar da American Astronomical Society (AAS) e a seção de física solar e aeronomia da American Geophysical Union (AGU).

p "Os novos resultados da EOVSA despertaram muito interesse na reunião do TESS, "disse Bin Chen, professor assistente de física no CSTR, que está presidindo uma sessão focada na intensa atividade solar ocorrida em setembro passado. "Vários especialistas presentes na reunião comentaram que esses resultados agregariam fundamentalmente novos insights sobre a compreensão da liberação de energia e da aceleração de partículas em explosões solares."

p Entre outras descobertas, cientistas da EOVSA aprenderam que as emissões de rádio em um flare se espalham por uma região muito maior do que a conhecida anteriormente, indicando que partículas de alta energia são prontamente transportadas em grandes números através da "bolha" do campo magnético explosivo, chamada de ejeção de massa coronal (CME).

p "Isso é importante porque os CMEs geram ondas de choque que aceleram ainda mais as partículas que são perigosas para as espaçonaves, astronautas e até pessoas em aviões que voam em rotas polares. A data, permanece um mistério como essas ondas de choque sozinhas aceleram as partículas, porque a física não é entendida, "disse ele." Uma das teorias é que as partículas 'sementes' devem estar presentes na região de choque, que pode gerar as ondas necessárias para uma maior aceleração. Há muito se especula que as chamas, que são conhecidos por acelerar partículas, pode fornecê-los. Observações anteriores, principalmente com raios-X, sempre mostram aquelas partículas confinadas a alturas muito baixas e não foi compreendido como tais partículas poderiam chegar ao choque. As imagens de rádio mostram evidências de partículas em uma região muito maior, dando-lhes mais oportunidade de obter acesso à região de choque. "

p As manchas solares são o principal gerador de erupções solares, a súbita, rajadas poderosas de radiação eletromagnética e partículas carregadas que explodem no espaço durante explosões na superfície do sol. Seu movimento de rotação faz com que a energia se acumule, que é liberada na forma de chamas.

p EOVSA foi projetado para fazer imagens de rádio de alta resolução (cadência de 1 segundo), regiões de manchas solares (cadência de 20 minutos), todo o Sol (alguns por dia) e centenas de frequências em uma ampla banda de frequência, tornando-o o primeiro instrumento solar capaz de medir o espectro de rádio de ponto a ponto na região em chamas.

p "Estamos trabalhando em um pipeline de calibração e imagem para gerar automaticamente imagens de micro-ondas observadas por EOVSA, e disponibilizá-los para a comunidade no dia a dia, "acrescentou Chen, que está liderando o esforço do oleoduto EOVSA.

p "A revelação mais inesperada até agora da EOVSA é o que vemos nas frequências de rádio mais baixas, "Gary notou." Observações de chamas baseadas em altas frequências de rádio e baseadas em observações de raios-X mostram uma chama que é relativamente pequena, região compacta, embora vejamos evidências de aquecimento em uma área muito maior. Embora tivéssemos raras observações do passado que pareciam mostrar grandes fontes de rádio, A EOVSA agora tornou rotina a geração de imagens de grandes fontes de rádio que são ainda maiores em frequências mais baixas. "

p Inicialmente, ele e seus colegas não conseguiram explorar essas novas regiões, Contudo. Depois que a matriz foi concluída, eles perceberam que as torres de telefonia celular no Vale Owens estavam causando níveis muito mais altos de interferência de radiofrequência do que o esperado. Como resultado, eles projetaram filtros "notch" que foram capazes de cortar as frequências mais afetadas pelas torres de celular.

p "Isso é importante porque muitos surtos de rádio solar interessantes ocorrem na faixa da torre de celular (1,9-2,2 GHz). São as frequências mais baixas que melhor mostram esse fenômeno novo e não bem compreendido de grandes fontes, "Disse Gary." De alguma forma, as partículas aceleradas estão sendo transportadas para um volume muito maior da corona do que pensávamos. "

p Com novo financiamento da NASA, Gary e seus colegas vão medir o espectro de rádio espacialmente resolvido de explosões solares, determinar os parâmetros de partícula e plasma em função da posição e do tempo, e usar modelagem tridimensional, que seu grupo desenvolveu, compreender totalmente a aceleração inicial e o transporte subsequente de partículas de alta energia.

p O Sol passa por ciclos de atividade de 11 anos, e o ano passado pode ter fornecido as últimas chamas que veremos nos próximos quatro ou cinco anos, "Disse Gary." Nos próximos anos, concentraremos nossos esforços em melhorar as regiões ativas de manchas solares e as imagens de disco completo com o array. Esta imagem em uma escala espacial maior é mais desafiadora, mas pode ser tão importante, já que as características de maior escala governam a influência do Sol na atmosfera da Terra e no vento solar. "