p Por cinco meses em meados de 2017, Emily Mason fazia a mesma coisa todos os dias. Chegando ao seu escritório no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, ela se sentou em sua mesa, abriu o computador dela, e olhou para as imagens do Sol - o dia todo, todos os dias. "Provavelmente pesquisei dados de três ou cinco anos, "Mason estimou. Então, em outubro de 2017, ela parou. Ela percebeu que estava olhando para a coisa errada o tempo todo. p Pedreiro, um estudante de graduação na Universidade Católica da América em Washington, D.C., estava procurando por chuva coronal:globos gigantes de plasma, ou gás eletrificado, que goteja da atmosfera externa do Sol de volta à sua superfície. Mas ela esperava encontrar nas fitas do capacete, os loops magnéticos de milhões de milhas de altura - nomeados por sua semelhança com o capacete pontudo de um cavaleiro - que podem ser vistos projetando-se do Sol durante um eclipse solar. Simulações de computador previram que a chuva coronal poderia ser encontrada lá. Observações do vento solar, o gás escapando do Sol para o espaço, deu a entender que a chuva pode estar acontecendo. E se ela pudesse apenas encontrar, a física de produção de chuva subjacente teria implicações importantes para o mistério de 70 anos de por que a atmosfera exterior do Sol, conhecido como corona, é muito mais quente do que sua superfície. Mas depois de quase meio ano de pesquisas, Mason simplesmente não conseguia encontrar. "Foi muita procura, "Mason disse, "por algo que no final das contas nunca aconteceu."

p O problema, acabou, não era o que ela procurava, mas onde. Em um artigo publicado hoje no Cartas de jornal astrofísico , Mason e seus co-autores descrevem as primeiras observações da chuva coronal de uma forma menor, tipo anteriormente esquecido de loop magnético no sol. Após um longo, busca sinuosa na direção errada, as descobertas estabelecem uma nova ligação entre o aquecimento anômalo da coroa e a fonte do lento vento solar - dois dos maiores mistérios que a ciência solar enfrenta hoje.

p Como chove no sol

p Observado através dos telescópios de alta resolução montados na espaçonave SDO da NASA, o Sol, uma bola quente de plasma, repleto de linhas de campo magnético traçadas por gigantes, loops de fogo - parece ter poucas semelhanças físicas com a Terra. Mas nosso planeta natal fornece alguns guias úteis para analisar o tumulto caótico do Sol:entre eles, chuva.

p Na terra, a chuva é apenas uma parte do ciclo maior da água, um cabo-de-guerra sem fim entre o impulso do calor e a atração da gravidade. Começa quando a água líquida, acumulados na superfície do planeta nos oceanos, lagos, ou streams, é aquecido pelo sol. Parte disso evapora e sobe para a atmosfera, onde esfria e se condensa em nuvens. Eventualmente, essas nuvens se tornam pesadas o suficiente para que a atração da gravidade se torne irresistível e a água cai de volta para a Terra como chuva, antes que o processo comece novamente.

p No Sol, Mason disse, chuva coronal funciona de forma semelhante, "mas em vez de água de 60 graus, você está lidando com um plasma de um milhão de graus." Plasma, um gás eletricamente carregado, não acumula como a água, mas, em vez disso, traça os loops magnéticos que emergem da superfície do Sol como uma montanha-russa nos trilhos. Nos pontos de apoio do loop, onde se liga à superfície do Sol, o plasma é superaquecido de alguns milhares a mais de 1,8 milhões de graus Fahrenheit. Em seguida, ele expande o loop e reúne em seu pico, longe da fonte de calor. Conforme o plasma esfria, ela se condensa e a gravidade o atrai pelas pernas da alça como chuva coronal.

p Mason estava procurando chuva coronal nas fitas do capacete, mas sua motivação para procurar lá tinha mais a ver com esse ciclo de aquecimento e resfriamento subjacente do que com a própria chuva. Desde pelo menos meados da década de 1990, os cientistas sabem que as fitas do capacete são uma fonte do lento vento solar, um comparativamente lento, fluxo denso de gás que escapa do Sol separadamente de sua contraparte de movimento rápido. Mas as medições do lento gás do vento solar revelaram que ele já havia sido aquecido a um grau extremo antes de resfriar e escapar do sol. O processo cíclico de aquecimento e resfriamento por trás da chuva coronal, se estava acontecendo dentro das fitas do capacete, seria uma peça do quebra-cabeça.

p A outra razão está ligada ao problema do aquecimento coronal - o mistério de como e por que a atmosfera externa do Sol é cerca de 300 vezes mais quente do que sua superfície. Surpreendentemente, simulações mostraram que a chuva coronal só se forma quando o calor é aplicado na parte inferior do loop. "Se um loop tiver chuva coronal, isso significa que os últimos 10% dele, ou menos, é onde o aquecimento coronal está acontecendo, "disse Mason. Loops de chuva fornecem uma barra de medição, um ponto de corte para determinar onde a corona é aquecida. Começar a busca nos maiores loops que puderam encontrar - fitas gigantes de capacete - parecia um objetivo modesto, e um que maximizaria suas chances de sucesso.

p Ela tinha os melhores dados para o trabalho:imagens tiradas pelo Solar Dynamics Observatory da NASA, ou SDO, uma espaçonave que fotografou o Sol a cada doze segundos desde o seu lançamento em 2010. Mas quase meio ano após o início da pesquisa, Mason ainda não tinha observado uma única gota de chuva em uma serpentina de capacete. Ela teve, Contudo, notou uma série de minúsculas estruturas magnéticas, aqueles com os quais ela não estava familiarizada. "Eles eram muito brilhantes e não paravam de chamar minha atenção, "disse Mason." Quando eu finalmente dei uma olhada neles, com certeza eles tiveram dezenas de horas de chuva de cada vez. "

p Inicialmente, Mason estava tão concentrado em sua busca pela serpentina de capacete que não fez nada com as observações. "Ela veio para a reunião do grupo e disse:'Eu nunca encontrei - eu vejo isso o tempo todo nessas outras estruturas, mas não são serpentinas de capacete, '"disse Nicholeen Viall, um cientista solar em Goddard, e co-autor do artigo. "E eu disse, 'Espere, aguarde. Onde você vê isso? Eu não acho que ninguém já viu isso antes! '"

p Uma haste de medição para aquecimento

p Essas estruturas diferiam das fitas do capacete de várias maneiras. Mas o mais impressionante sobre eles era o tamanho.

p "Esses loops eram muito menores do que o que procurávamos, "disse Spiro Antiochos, que também é físico solar em Goddard e co-autor do artigo. "Isso indica que o aquecimento da coroa é muito mais localizado do que estávamos pensando."

p Embora as descobertas não digam exatamente como a coroa é aquecida, "eles empurram para baixo o piso de onde o aquecimento coronal poderia acontecer, "disse Mason. Ela encontrou ciclos de chuva que eram cerca de 30, 000 milhas de altura, meros dois por cento da altura de algumas das fitas do capacete que ela estava procurando originalmente. E a chuva condensa a região onde o principal aquecimento coronal pode estar acontecendo. "Ainda não sabemos exatamente o que está aquecendo a coroa, mas sabemos que tem que acontecer nesta camada, "disse Mason.

p Uma nova fonte para o vento solar lento

p Mas uma parte das observações não combinava com as teorias anteriores. De acordo com o entendimento atual, chuva coronal só se forma em loops fechados, onde o plasma pode se reunir e resfriar sem nenhum meio de fuga. Mas enquanto Mason examinava os dados, ela encontrou casos em que a chuva estava se formando em linhas de campo magnético abertas. Ancorado ao Sol em apenas uma extremidade, a outra extremidade dessas linhas de campo aberto alimenta o espaço, e o plasma poderia escapar para o vento solar. Para explicar a anomalia, Mason e a equipe desenvolveram uma explicação alternativa - uma que conectava a chuva nessas minúsculas estruturas magnéticas às origens do lento vento solar.

p Na nova explicação, o plasma em chuva começa sua jornada em um circuito fechado, mas muda - através de um processo conhecido como reconexão magnética - para um aberto. O fenômeno acontece com freqüência no Sol, quando um circuito fechado colide com uma linha de campo aberta e o sistema se reconecta. De repente, o plasma superaquecido no circuito fechado encontra-se em uma linha de campo aberta, como um trem que mudou de faixa. Parte desse plasma se expandirá rapidamente, esfriar, e caem de volta para o Sol como chuva coronal. Mas outras partes dele escaparão - formando, eles suspeitam, uma parte do lento vento solar.

p Mason está atualmente trabalhando em uma simulação de computador da nova explicação, mas ela também espera que as evidências observacionais que virão em breve possam confirmá-lo. Agora que Parker Solar Probe, lançado em 2018, está viajando mais perto do Sol do que qualquer espaçonave antes dele, pode voar através de rajadas de vento solar lento que podem ser rastreadas até o Sol - potencialmente, a um dos eventos de chuva coronal de Mason. Depois de observar a chuva coronal em uma linha de campo aberta, o plasma de saída, escapando ao vento solar, normalmente seria perdido para a posteridade. Mas não mais. "Potencialmente, podemos fazer essa conexão com a Parker Solar Probe e dizer:era isso, "disse Viall.

p Explorando os dados

p Quanto a encontrar chuva coronal nas fitas do capacete? A busca continua. As simulações são claras:a chuva deveria estar lá. "Talvez seja tão pequeno que você não consegue ver?" disse Antiochos. "Nós realmente não sabemos."

p Mas, novamente, se Mason tivesse encontrado o que ela procurava, ela poderia não ter feito a descoberta - ou passado todo esse tempo aprendendo os meandros dos dados solares.

p "Parece um trabalho árduo, mas honestamente é minha coisa favorita, "disse Mason." Quero dizer, é por isso que construímos algo que tira tantas imagens do Sol:para que possamos olhar para eles e descobrir. "