p É um dos maiores e mais antigos mistérios que cercam, literalmente, nosso sol - por que sua atmosfera externa é mais quente do que sua superfície ígnea? p Pesquisadores da Universidade de Michigan acreditam ter a resposta, e espero prová-lo com a ajuda do Parker Solar Probe da NASA. Em cerca de dois anos, a sonda será a primeira nave artificial a entrar na zona ao redor do sol, onde o aquecimento parece fundamentalmente diferente do que foi visto anteriormente no espaço. Isso permitirá que eles testem sua teoria de que o aquecimento se deve a pequenas ondas magnéticas que viajam para frente e para trás dentro da zona.

p Resolver o enigma permitiria aos cientistas compreender melhor e prever o clima solar, o que pode representar sérias ameaças à rede elétrica da Terra. E o primeiro passo é determinar onde começa e termina o aquecimento da atmosfera externa do Sol - um quebra-cabeça sem falta de teorias.

p Uma vez dentro desta zona, A Parker Solar Probe ajudará a determinar o que está causando o aquecimento, medindo diretamente os campos magnéticos e as partículas presentes.

p "Qualquer que seja a física por trás desse superaquecimento, é um quebra-cabeça que nos olha nos olhos há 500 anos, "disse Justin Kasper, um professor U-M de ciências climáticas e espaciais e um investigador principal da missão Parker. "Em apenas mais dois anos, a Parker Solar Probe finalmente revelará a resposta."

p A teoria U-M é apresentada em um artigo, O aquecimento de íons preferencial forte é limitado à superfície solar Alfven, publicado em 4 de junho na Cartas de jornal astrofísico .

p Nesta "zona de aquecimento preferencial" acima da superfície do sol, as temperaturas aumentam em geral. Mais bizarro ainda, os elementos individuais são aquecidos a diferentes temperaturas, ou preferencialmente. Alguns íons mais pesados ​​são superaquecidos até ficarem dez vezes mais quentes do que o hidrogênio que está em toda parte nesta área - mais quente do que o centro do sol.

p Essas altas temperaturas fazem com que a atmosfera solar inche muitas vezes o diâmetro do sol e são a razão pela qual vemos a corona estendida durante os eclipses solares. Nesse sentido, Kasper diz, o mistério do aquecimento coronal é visível aos astrônomos há mais de meio milênio, mesmo que as altas temperaturas só tenham sido apreciadas no século passado.

p Esta mesma zona apresenta "ondas de Alfvén" hidromagnéticas movendo-se para frente e para trás entre sua borda externa e a superfície do sol. Na borda externa, chamado de ponto Alfvén, o vento solar se move mais rápido do que a velocidade de Alfvén, e as ondas não podem mais viajar de volta ao sol.

p "Quando você está abaixo do ponto Alfvén, você está nesta sopa de ondas, "disse Kasper." Partículas carregadas são desviadas e aceleradas por ondas que vêm de todas as direções. "

p Ao tentar estimar a que distância da superfície do sol esse aquecimento preferencial para, A equipe do U-M examinou décadas de observações do vento solar pela espaçonave Wind da NASA. Eles observaram quanto do aumento da temperatura do hélio próximo ao sol foi eliminado por colisões entre íons no vento solar enquanto eles viajavam para a Terra. Observar a queda da temperatura do hélio permitiu que medissem a distância até a borda externa da zona.

p "Pegamos todos os dados e os tratamos como um cronômetro para descobrir quanto tempo passou desde que o vento estava superaquecido, "Kasper disse." Já que sei a que velocidade o vento está se movendo, Posso converter as informações à distância. "

p Esses cálculos colocam a borda externa da zona de superaquecimento a cerca de 10 a 50 raios solares da superfície. Era impossível ser mais definitivo, pois alguns valores só podiam ser adivinhados.

p Inicialmente, Kasper não pensou em comparar sua estimativa da localização da zona com o ponto de Alfvén, mas ele queria saber se havia uma localização fisicamente significativa no espaço que produzia a fronteira externa. Depois de ler que o ponto Alfvén e outras superfícies se expandiram e se contraíram com a atividade solar, ele e o co-autor Kristopher Klein, um ex-pós-doutorado da U-M e novo professor na Universidade do Arizona, reformulou sua análise olhando para as mudanças ano a ano, em vez de considerar toda a missão Wind.

p "Para meu choque, o limite externo da zona de aquecimento preferencial e o ponto Alfvén moviam-se em sincronia de uma forma totalmente previsível, apesar de serem cálculos completamente independentes, "Kasper disse." Você os overplot, e eles estão fazendo exatamente a mesma coisa ao longo do tempo. "

p Então, o ponto Alfvén marca a borda externa da zona de aquecimento? E o que exatamente está mudando sob o ponto de Alfvén que superaquece íons pesados? Devemos saber nos próximos dois anos. A Parker Solar Probe decolou em agosto de 2018 e teve seu primeiro encontro com o sol em novembro de 2018 - já se aproximando do sol do que qualquer outro objeto de fabricação humana.

p Nos próximos anos, Parker ficará ainda mais perto a cada passagem até que a sonda caia abaixo do ponto de Alfvén. Em seu artigo, Kasper e Klein prevêem que deve entrar na zona de aquecimento preferencial em 2021, conforme a fronteira se expande com o aumento da atividade solar. . Então a NASA terá informações direto da fonte para responder a todos os tipos de perguntas antigas.

p “Com a Parker Solar Probe poderemos determinar definitivamente por meio de medições locais quais processos levam à aceleração do vento solar e ao aquecimento preferencial de certos elementos, "disse Klein." As previsões neste artigo sugerem que esses processos estão operando abaixo da superfície de Alfvén, uma região próxima ao Sol que nenhuma espaçonave visitou, o que significa que esses processos de aquecimento preferencial nunca foram medidos diretamente antes. "

p Kasper é o principal investigador da Investigação de Elétrons do Vento Solar, Alfas e Prótons (SWEAP) na Sonda Solar de Parker. Os sensores do SWEAP captam o vento solar e as partículas coronais durante cada encontro para medir a velocidade, temperatura, e densidade e lançar luz sobre o mistério do aquecimento.

p O artigo é intitulado, "O forte aquecimento por íon preferencial é limitado à superfície do Solar Alfven."