Simulações de computador mostram que as explosões solares em miniatura apelidadas de 'fogueiras de acampamento, "descoberto no ano passado pela Solar Orbiter da ESA, são provavelmente impulsionados por um processo que pode contribuir significativamente para o aquecimento da atmosfera externa do sol, ou corona. Se confirmado por outras observações, isso adiciona uma peça-chave ao quebra-cabeça do que aquece a coroa solar - um dos maiores mistérios da física solar.

As fogueiras são um dos muitos assuntos que estão sendo discutidos em uma sessão dedicada aos primeiros resultados do Solar Orbiter na Assembleia Geral da União Europeia de Geociências (EGU) hoje.

Aquecimento misterioso

O sol tem uma característica misteriosa:de alguma forma, a tênue atmosfera externa contém gás com uma temperatura de um milhão de graus, no entanto, a superfície solar é de apenas 5500 ° C. A lógica sugere que, se você tem um corpo que é muito quente no centro e relativamente frio na superfície, deve ser ainda mais frio quanto mais longe você for. Mas a coisa peculiar sobre a coroa do sol - e muitas outras estrelas também - é que ela começa a aquecer à medida que você se move acima da superfície. Muitas ideias foram apresentadas ao longo das últimas décadas com base no campo magnético do Sol, mas como a energia é gerada, transportado e dissipado tem sido uma fonte de muito debate.

Entre no Solar Orbiter, com um de seus objetivos principais investigar mais profundamente este mistério.

Detalhes impressionantes já fornecidos pelas imagens da 'primeira luz' do Extreme Ultraviolet Imager (EUI) da Solar Orbiter poucos meses após o lançamento no ano passado e, desde então, revelou mais de 1.500 imagens pequenas, brilhos cintilantes apelidados de fogueiras. Essas fogueiras de curta duração duram entre 10 e 200 segundos, e têm uma pegada que cobre entre 400 e 4000 km. Os eventos menores e mais fracos, que não tinha sido observado antes, parecem ser os mais abundantes, e representam uma estrutura fina até então invisível da região onde se suspeita que o mistério do aquecimento esteja enraizado.

Modelos de fogueiras

Yajie Chen, um Ph.D. estudante da Universidade de Pequim na China, trabalhando com o professor Hardi Peter do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar na Alemanha e colegas, usou um modelo de computador para mergulhar na física das fogueiras, com primeiros resultados emocionantes.

“Nosso modelo calcula a emissão, ou energia, do sol, como você esperaria um instrumento real para medir, "explica Hardi." O modelo gerou iluminações assim como as fogueiras. Além disso, ele traça as linhas do campo magnético, permitindo-nos ver as mudanças do campo magnético dentro e ao redor dos eventos de clareamento ao longo do tempo, nos dizendo que um processo chamado reconexão de componentes parece estar em funcionamento. "

A reconexão é um fenômeno bem conhecido pelo qual as linhas do campo magnético de direção oposta se quebram e se reconectam, liberando energia quando o fazem. A reconexão típica acontece entre as linhas de campo apontando em direções opostas, mas com a chamada reconexão de componente, as linhas de campo são quase paralelas, apontando em uma direção semelhante, com a reconexão ocorrendo, portanto, em ângulos muito pequenos.

"Nosso modelo mostra que a energia liberada dos iluminadores por meio da reconexão dos componentes pode ser suficiente para manter a temperatura da coroa solar prevista a partir de observações, "diz Yajie.

"Em um de nossos estudos de caso, descobrimos que a destorção de um cabo de fluxo [linhas de campo magnético helicoidal enrolando-se em torno de um eixo comum] inicia o aquecimento em vez disso, "acrescenta Hardi." É emocionante encontrar essas variações, e estamos ansiosos para ver que novas percepções nossos modelos trazem para nos ajudar a melhorar nossas teorias sobre os processos por trás do aquecimento. "

A equipe avisa que ainda é muito cedo. Eles usaram o modelo para olhar para sete dos eventos mais brilhantes gerados em sua simulação, que provavelmente correspondem às maiores fogueiras observadas pelo EUI. A chave para o avanço do estudo serão as observações conjuntas entre o EUI e o Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI) e o espectrógrafo Spectral Imaging of the Coronal Environment (SPICE) assim que a missão científica da Solar Orbiter começar em novembro. PHI revelará o campo magnético do sol e como ele muda na superfície, enquanto o SPICE medirá a temperatura e a densidade da corona.

Trabalho em equipe

Uma visão mais aprofundada das fogueiras também foi habilitada em parceria com o Solar Dynamics Observatory da NASA, que está em órbita ao redor da Terra, para triangular a altura das fogueiras na atmosfera solar.

"Para nossa surpresa, fogueiras estão localizadas bem baixas na atmosfera solar, apenas alguns milhares de quilômetros acima da superfície solar, a fotosfera, "diz David Berghmans, Investigador principal da EUI. "É muito cedo, e ainda estamos aprendendo muito sobre as características da fogueira. Por exemplo, mesmo que as fogueiras pareçam pequenas voltas coronais, seu comprimento é, em média, um pouco curto para sua altura, sugerindo que vemos apenas parte desses pequenos loops. Mas nossa análise preliminar também mostra que as fogueiras realmente não mudam de altura durante sua vida, separando-os dos recursos de jato. "

Compreender as características das fogueiras e seu lugar entre outros fenômenos solares conhecidos permitirá aos cientistas mergulhar mais fundo no problema do aquecimento da coroa solar.

"Como é fantástico já ter dados tão promissores que podem fornecer uma visão sobre um dos maiores mistérios da física solar antes mesmo de o Solar Orbiter ter iniciado sua fase nominal de ciência, "diz Daniel Müller, cientista do projeto Solar Orbiter da ESA." Nossa missão tem a sorte de se basear no incrível trabalho de base daqueles que já voaram antes, e as teorias e modelos já apresentados nas últimas décadas. Estamos ansiosos para ver quais detalhes faltantes Solar Orbiter - e a comunidade solar que trabalha com nossos dados - contribuirão para resolver questões em aberto neste campo emocionante. "

Solar Orbiter está atualmente em 'fase de cruzeiro, "focado principalmente na calibração do instrumento, e começará observações coordenadas entre seu conjunto de dez instrumentos de sensoriamento remoto e in situ a partir de novembro deste ano.

Solar Orbiter é uma missão espacial de colaboração internacional entre a ESA e a NASA.

"Iluminações transitórias de pequena escala na silenciosa corona solar:um modelo para fogueiras observadas com Solar Orbiter" por Y. Chen et al, aceito para publicação em Astronomia e Astrofísica .

"Iluminação ultravioleta ultravioleta do sol observada por Solar Orbiter / EUI" por D. Berghmans et al, aceito para publicação em Astronomia e Astrofísica

"Estereoscopia de raios ultravioleta ultravioleta do sol observados por Solar Orbiter / EUI" por A. Zhukov et al, foi submetido a Astronomia e Astrofísica .