Quatro anos atrás, uma equipe internacional (EUA, Japão e Europa) realizaram um experimento espacial suborbital sem precedentes chamado CLASP-1, motivado por investigações teóricas realizadas no IAC por Javier Trujillo Bueno e seu grupo de pesquisa. Após o notável sucesso dessa missão, A NASA lançou o CLASP-2 de um centro de lançamento próximo a Las Cruces (EUA). O CLASP-2 tornou possível detectar pela primeira vez a polarização produzida por diversos mecanismos físicos na mais intensa radiação ultravioleta emitida pelos átomos de magnésio ionizados da atmosfera solar. A modelagem teórica de tais observações pioneiras ajudará a decifrar os complexos campos magnéticos da cromosfera solar.

“Se o Sol não tivesse campos magnéticos estaríamos investigando outros problemas da astrofísica, "diz Javier Trujillo Bueno, Professor Pesquisador do CSIC no IAC e um dos quatro Pesquisadores Principais do CLASP-1 e CLASP-2. Mas o Sol tem campos magnéticos e para decifrar sua intensidade e geometria na atmosfera solar externa (cromosfera, região de transição e corona) é um dos principais problemas para a astrofísica. Entre outros motivos, os campos magnéticos são a causa dos fenômenos explosivos que ocorrem nessas regiões externas da atmosfera solar. As ejeções de plasma magnetizado que resultam de tais eventos podem perturbar seriamente a magnetosfera terrestre e, portanto, ter um impacto negativo em nosso mundo digital atual com satélites orbitando a Terra.

Por outro lado, o Sol representa um laboratório de física único no cosmos, porque, devido à sua relativa proximidade, podemos estudar em detalhes uma infinidade de fenômenos e mecanismos físicos que, sem dúvida, também operam em outros plasmas astrofísicos que estão muito mais distantes de nós.

Campos magnéticos

Os campos magnéticos das estruturas de plasma nas regiões externas da atmosfera solar são muito elusivos. Eles não deixam rastros na intensidade da radiação emitida pelos átomos. Felizmente, eles deixam uma assinatura de sua presença na polarização da radiação eletromagnética emitida, uma propriedade relacionada à orientação da vibração do campo eletromagnético da onda.

CLASP (Chromospheric LAyer Spectro-Polarimeter) é um projeto internacional pioneiro concebido para medir pela primeira vez a polarização da radiação ultravioleta solar nas linhas espectrais mais intensas. Essa radiação ultravioleta se origina nas camadas mais externas da cromosfera solar, muito perto da base da corona solar extremamente quente. Em tais regiões externas da cromosfera solar, a temperatura do plasma já está muito alta, portanto, emite principalmente na faixa ultravioleta. Uma vez que a atmosfera da Terra absorve os raios ultravioleta, é necessário observá-los em altitudes acima de 100 quilômetros da superfície da Terra. Isso só pode ser alcançado com instrumentos como o CLASP lançado ao espaço por foguetes suborbitais, ou a bordo de telescópios espaciais.

Em 2015, CLASP-1 ajudou a observar pela primeira vez os sinais de polarização linear da radiação ultravioleta de linha espectral mais intensa produzida por átomos de hidrogênio da cromosfera solar, que havia sido previsto teoricamente por Javier Trujillo Bueno e seu grupo de pesquisa. A modelagem teórica de tais dados sem precedentes produziu novos avanços em nossa capacidade de sondar o magnetismo e a complexidade geométrica da região de transição cromosfera-corona.

Em 11 de abril, 2019 CLASP-2 mediu pela primeira vez a polarização linear e circular nas linhas espectrais ultravioleta mais intensas produzidas por átomos de magnésio ionizados na cromosfera solar. Em 2012, esses sinais de polarização foram previstos teoricamente por Luca Belluzzi e Javier Trujillo Bueno, quando os dois cientistas trabalharam juntos no IAC.

CLASP-2, lançado da White Sands Missile Range (Novo México, EUA), atingiu 300 km de altura e, enquanto se move em sua trajetória parabólica, durante 5 minutos observou uma região ativa e uma região tranquila da atmosfera solar. A qualidade das imagens da cromosfera solar, onde a radiação ultravioleta observada se origina, e dos espectros de polarização obtidos, é excelente. A polarização da radiação nas linhas de ressonância dos átomos de magnésio ionizados é sensível à presença de campos magnéticos na cromosfera solar.

Durante os próximos meses, a equipe internacional responsável por este novo projeto científico estudará detalhadamente os dados obtidos pelo CLASP-2. Entre os membros da equipe estão outros cientistas do grupo POLMAG do IAC:Tanausú del Pino Alemán (IAC), Andrés Asensio Ramos (IAC), Luca Belluzzi (Istituto Ricerche Solari Locarno, IRSOL), Ernest Alsina Ballester (IRSOL) e Jiri Stepan (Academia de Ciências da República Tcheca). Este grupo de cientistas desenvolveu novas técnicas de transferência radiativa para interpretar observações espectropolarimétricas, como os obtidos por CLASP-1 e CLASP-2.

"Esperamos que a modelagem teórica das observações espectropolarimétricas sem precedentes obtidas pelo CLASP-2 nos permita melhorar nossa compreensão física da enigmática cromosfera solar, "comenta Javier Trujillo Bueno pouco antes de voltar dos EUA à Espanha.

CLASP-2 é uma colaboração internacional liderada pelo Marshall Space Flight Center (EUA) da NASA, o Observatório Astronômico Nacional do Japão (Tóquio, Japão), o Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC, Tenerife, Espanha) e o Institut d'Astrophysique Spatiale (IAS, França). Membros adicionais são o Instituto Astronômico da Academia de Ciências da República Tcheca, o Istituto Ricerche Solari Locarno (Suíça), Lockheed Martin Solar &Astrophysics Laboratory (EUA), Stockholm Universiy (Suécia) e o Centro Rosseland de Física Solar (Noruega).