A camada externa extremamente quente do Sol, a coroa, tem uma composição química muito diferente das camadas internas mais frias, mas a razão para isso intrigou os cientistas por décadas.

Uma explicação é que, na camada intermediária (a cromosfera), ondas magnéticas exercem uma força que separa o plasma do Sol em diferentes componentes, de modo que apenas as partículas de íons são transportadas para a corona, enquanto deixa partículas neutras para trás (levando ao acúmulo de elementos como o ferro, silício e magnésio na atmosfera externa).

Agora, em um novo estudo publicado em The Astrophysical Journal , pesquisadores combinaram observações de um telescópio no Novo México, os Estados Unidos, com satélites localizados perto da Terra para identificar uma ligação entre ondas magnéticas na cromosfera e áreas de partículas ionizadas abundantes na atmosfera externa quente.

A autora principal, Dra. Deborah Baker (UCL Space &Climate Physics) disse:"As diferentes composições químicas das camadas interna e externa do Sol foram observadas pela primeira vez há mais de 50 anos. Esta descoberta gerou o que é uma das questões em aberto de longa data em astrofísica.

"A diferença na composição é surpreendente, dado que as camadas estão fisicamente ligadas, e que a matéria na corona se origina na camada mais interna, a fotosfera.

"Agora, graças a uma combinação única de observações terrestres e espaciais da atmosfera solar, realizado quase simultaneamente, foi possível detectar definitivamente as ondas magnéticas na cromosfera e ligá-las a uma abundância de elementos na coroa que não são encontrados nas regiões internas do sol.

"Identificar os processos que moldam a corona é crucial para tentar entender melhor o vento solar, um fluxo de partículas carregadas fluindo para fora do Sol, que pode interromper e danificar satélites e infraestrutura na Terra.

"Nossas novas descobertas nos ajudarão a analisar o vento solar e rastreá-lo de onde ele está vindo na atmosfera do Sol."

As descobertas se baseiam nas de um artigo relacionado de muitos dos mesmos autores, publicado no mês passado no Transações filosóficas da Royal Society , que detectou inequivocamente ondas magnéticas na cromosfera, excluindo outros fatores que poderiam ter gerado oscilações magnéticas semelhantes.

A existência de ondas magnéticas - vibrações de íons viajando em uma determinada direção - foi teorizada pela primeira vez em 1942 e acredita-se que sejam geradas por milhões de nanoflares, ou mini explosões, ocorrendo na corona a cada segundo.

A equipe de pesquisa por trás do novo artigo traçou a direção das ondas modelando uma gama de campos magnéticos e descobriu que as ondas refletidas na cromosfera pareciam estar magneticamente ligadas a áreas de abundantes partículas ionizadas na corona.

Dr. Marco Stangalini (Agência Espacial Italiana e Instituto Nacional de Astrofísica, Roma), um co-autor de ambos os artigos, disse:"A diferença na composição química entre a camada interna, a fotosfera, e a corona é uma característica não apenas do nosso próprio Sol, mas de estrelas em todo o Universo. Assim, observando nosso laboratório local, o sol, podemos melhorar a compreensão do Universo muito além dele. "

Os dois documentos usaram observações adquiridas pela IBIS, o gerador de imagens espectropolarimétricas de alta resolução do Dunn Solar Telescope no Novo México, junto com imagens do espectrômetro de imagem EUV (EIS) no observatório solar Hinode do Japão / Reino Unido / EUA (um instrumento projetado e construído por uma equipe liderada pela UCL) e dados do Observatório de Dinâmica Solar da NASA (SDO).

Os pesquisadores dizem que suas descobertas fornecem uma base para pesquisas futuras usando dados do Solar Orbiter, uma missão da Agência Espacial Europeia obtendo imagens em close-up do sol. A missão, que foi lançado em fevereiro passado, inclui instrumentos propostos, projetado e construído na UCL.