Quando Simone Di Matteo viu os padrões em seus dados pela primeira vez, parecia bom demais para ser verdade. "É perfeito demais!" Di Matteo, um Ph.D. em física espacial estudante da Universidade de L'Aquila, na Itália, lembrou de pensar. "Não pode ser real." E não foi, ele logo descobriria.

Di Matteo estava procurando por longas sequências de bolhas enormes - como bolhas de outro mundo em uma lâmpada de lava, mas em qualquer lugar de 50 a 500 vezes o tamanho da Terra - no vento solar. O vento solar, cujas origens ainda não são totalmente compreendidas, é o fluxo de partículas carregadas que sopra constantemente do sol. Campo magnético da Terra, chamada de magnetosfera, protege nosso planeta do impacto de sua radiação. Mas quando bolhas gigantes de vento solar colidem com a magnetosfera, eles podem desencadear distúrbios que interferem nos satélites e nos sinais de comunicação do dia-a-dia.

Em sua busca, Di Matteo estava reexaminando dados de arquivo das duas espaçonaves Helios alemãs da NASA, que foi lançado em 1974 e 1976 para estudar o sol. Mas eram dados de 45 anos com os quais ele nunca havia trabalhado antes. O perfeito, padrões em forma de onda que ele inicialmente encontrou sugeriam que algo o estava levando ao erro.

Não foi até descobrir e remover esses padrões falsos que Di Matteo encontrou exatamente o que estava procurando:trilhas pontilhadas de bolhas que escorriam do Sol a cada 90 minutos ou mais. Os cientistas publicaram suas descobertas em JGR Space Physics em 21 de fevereiro, 2019. Eles acham que as bolhas podem lançar luz sobre o início do vento solar. Qualquer processo que envie o vento solar do Sol deve deixar assinaturas nas próprias bolhas.

Abrindo caminho para a nova ciência

A pesquisa de Di Matteo foi o início de um projeto que os cientistas da NASA empreenderam em antecipação aos primeiros dados da missão Parker Solar Probe da NASA, que foi lançado em 2018. Nos próximos sete anos, Parker voará por território inexplorado, voando a até 4 milhões de milhas do sol. Antes de Parker, o satélite Helios 2 detém o recorde de maior aproximação do Sol a 27 milhões de milhas, e os cientistas pensaram que isso poderia lhes dar uma ideia do que esperar. "Quando uma missão como Parker vai ver coisas que ninguém viu antes, apenas uma dica do que pode ser observado é muito útil, "Di Matteo disse.

O problema de estudar o vento solar da Terra é a distância. No tempo que o vento solar leva para percorrer os 93 milhões de milhas entre nós e o Sol, pistas importantes para as origens do vento - como temperatura e densidade - desaparecem. "Você está constantemente se perguntando, 'Quanto do que estou vendo aqui é devido à evolução ao longo de quatro dias em trânsito, e quanto veio direto do Sol? '"disse o cientista solar Nicholeen Viall, que aconselhou Di Matteo durante sua pesquisa no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. Os dados do Helios - alguns dos quais foram coletados a apenas um terço da distância entre o Sol e a Terra - poderiam ajudá-los a começar a responder a essas perguntas.

Blobs de modelagem

A primeira etapa foi rastrear as medições de bolhas de Helios até sua origem no sol. "Você pode ver os dados da espaçonave o quanto quiser, mas se você puder conectá-lo de volta ao ponto de onde veio no Sol, conta uma história mais completa, "disse Samantha Wallace, um dos colaboradores do estudo e um doutor em física. estudante da University of New Mexico em Albuquerque.

Wallace usou um modelo de vento solar avançado para vincular mapas magnéticos da superfície solar às observações de Helios, uma tarefa complicada, pois as linguagens de computador e as convenções de dados mudaram muito desde os dias de Helios. Agora, os pesquisadores puderam ver que tipo de regiões do Sol provavelmente germinariam em bolhas de vento solar.

Peneirando as evidências

Então, Di Matteo pesquisou os dados em busca de padrões de onda específicos. Eles esperavam que as condições se alternassem - quente e denso, em seguida, frio e tênue - conforme bolhas individuais engolfavam a espaçonave e seguiam em frente, em uma longa fila.

Os padrões perfeitos que Di Matteo encontrou pela primeira vez o preocuparam. "Essa foi uma bandeira vermelha, "Viall disse." O vento solar real não tem tal precisão, periodicidades limpas. Normalmente, quando você obtém uma frequência tão precisa, significa que algum efeito do instrumento está acontecendo. "Talvez houvesse algum elemento do design do instrumento que eles não estavam considerando, e estava transmitindo efeitos que precisavam ser separados dos verdadeiros padrões do vento solar.

Di Matteo precisava de mais informações sobre os instrumentos Helios. Mas a maioria dos pesquisadores que trabalharam na missão já se aposentou há muito tempo. Ele fez o que qualquer outra pessoa faria, e se voltou para a internet.

Muitas pesquisas no Google e um fim de semana de tradutores online depois, Di Matteo descobriu um manual de instruções alemão que descreve os instrumentos dedicados ao experimento do vento solar da missão. Décadas atrás, quando Helios era apenas um projeto e antes que alguém lançasse uma espaçonave para o Sol, os cientistas não sabiam a melhor forma de medir o vento solar. Para se preparar para diferentes cenários, Di Matteo aprendeu, eles equiparam as sondas com dois instrumentos diferentes que mediam, cada um, certas propriedades do vento solar à sua própria maneira. Este foi o culpado responsável pelas ondas perfeitas de Di Matteo:a própria espaçonave, enquanto alternava entre dois instrumentos.

Depois de removerem segmentos de dados obtidos durante a troca de instrumentos de rotina, os pesquisadores procuraram novamente pelas bolhas. Desta vez, eles os encontraram. A equipe descreve cinco ocorrências em que Helios pegou trens de bolhas. Embora os cientistas tenham detectado essas bolhas na Terra antes, esta é a primeira vez que os estudam tão perto do Sol, e com este nível de detalhe. Eles delineiam a primeira evidência conclusiva de que as bolhas são mais quentes e mais densas do que o vento solar típico.

O retorno dos blobs

Se os trens blob borbulham em intervalos de 90 minutos continuamente ou em jatos, e o quanto eles variam entre si, ainda é um mistério. "Este é um daqueles estudos que trouxe mais perguntas do que respondemos, mas isso é perfeito para Parker Solar Probe, "Viall disse.

A Parker Solar Probe visa estudar o Sol de perto, buscando respostas para perguntas básicas sobre o vento solar. "Isso vai ser muito útil, "disse Aleida Higginson, o vice-cientista do projeto da missão no Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins em Laurel, Maryland. "Se você quer começar a entender coisas que você nunca viu antes, você precisa saber o que medimos antes e ter uma interpretação científica sólida para isso. "

Parker Solar Probe realiza seu segundo sobrevoo solar em 4 de abril, que o traz a 15 milhões de milhas do Sol - já cortando pela metade a distância recorde do Helios 2. Os pesquisadores estão ansiosos para ver se bolhas aparecem nas observações de Parker. Eventualmente, a espaçonave chegará tão perto que poderá pegar bolhas logo após elas se formarem, recém saído do sol.