O eclipse solar total na América do Norte pode esclarecer um enigma persistente sobre o sol

O caminho da totalidade do eclipse passa pelo México, EUA e Canadá. Crédito:Estúdio de Visualização Científica da NASA

Um eclipse solar total ocorre em 8 de abril na América do Norte. Esses eventos ocorrem quando a Lua passa entre o Sol e a Terra, bloqueando completamente a face do Sol. Isso mergulha os observadores em uma escuridão semelhante ao amanhecer ou ao anoitecer.

Durante o próximo eclipse, o caminho da totalidade, onde os observadores experimentam a parte mais escura da sombra da lua (a umbra), atravessa o México, formando um arco para nordeste através do Texas, Centro-Oeste e entrando brevemente no Canadá antes de terminar no Maine.

Os eclipses solares totais ocorrem aproximadamente a cada 18 meses em algum local da Terra. O último eclipse solar total que atravessou os EUA ocorreu em 21 de agosto de 2017.

Uma equipa internacional de cientistas, liderada pela Universidade de Aberystwyth, irá realizar experiências perto de Dallas, num local no caminho da totalidade. A equipe é composta por Ph.D. estudantes e pesquisadores da Aberystwyth University, Nasa Goddard Space Flight Center em Maryland e Caltech (Instituto de Tecnologia da Califórnia) em Pasadena.

Há ciência valiosa a ser feita durante os eclipses que é comparável ou melhor do que aquela que podemos alcançar através de missões espaciais. As nossas experiências também podem lançar luz sobre um enigma de longa data sobre a parte mais externa da atmosfera do Sol – a sua coroa.

A luz intensa do sol é bloqueada pela lua durante um eclipse solar total. Isto significa que podemos observar a fraca coroa do Sol com uma clareza incrível, desde distâncias muito próximas do Sol, até vários raios solares. Um raio é a distância equivalente a metade do diâmetro do Sol, cerca de 696.000 km (432.000 milhas).

Medir a coroa é extremamente difícil sem um eclipse. Requer um telescópio especial chamado coronógrafo, projetado para bloquear a luz direta do sol. Isso permite que a luz mais fraca da coroa seja resolvida. A clareza das medições do eclipse supera até mesmo os coronógrafos baseados no espaço.

Também podemos observar a coroa com um orçamento relativamente pequeno, em comparação com, por exemplo, missões de naves espaciais. Um enigma persistente sobre a coroa é a observação de que ela é muito mais quente que a fotosfera (a superfície visível do Sol). À medida que nos afastamos de um objeto quente, a temperatura ambiente deve diminuir, e não aumentar. Como a coroa é aquecida a temperaturas tão altas é uma questão que iremos investigar.

Temos dois instrumentos científicos principais. O primeiro deles é o Cip (polarímetro de imagem coronal). Cip também é a palavra galesa para "olhar" ou "olhar rápido". O instrumento tira imagens da coroa solar com um polarizador.

A luz que queremos medir da coroa é altamente polarizada, o que significa que é composta por ondas que vibram num único plano geométrico. Um polarizador é um filtro que permite a passagem de luz com uma polarização específica, enquanto bloqueia a luz com outras polarizações.

As imagens Cip nos permitirão medir propriedades fundamentais da coroa, como sua densidade. Também lançará luz sobre fenômenos como o vento solar. Este é um fluxo de partículas subatômicas na forma de plasma – matéria superaquecida – fluindo continuamente do sol. O Cip poderia nos ajudar a identificar fontes na atmosfera solar para certas correntes de vento solar.

Medições diretas do campo magnético na atmosfera solar são difíceis. Mas os dados do eclipse devem permitir-nos estudar a sua estrutura em escala precisa e traçar a direção do campo. Seremos capazes de ver a que distância do sol se estendem estruturas magnéticas chamadas grandes laços magnéticos “fechados”. Isto, por sua vez, nos dará informações sobre as condições magnéticas em grande escala na coroa.

O segundo instrumento é o Chils (espectrômetro de linha coronal de alta resolução). Ele coleta espectros de alta resolução, onde a luz é separada em suas cores componentes. Aqui, procuramos uma assinatura espectral específica de ferro emitida pela coroa.

É composto por três linhas espectrais, onde a luz é emitida ou absorvida em uma estreita faixa de frequência. Cada um deles é gerado em uma faixa diferente de temperaturas (na casa dos milhões de graus), portanto seu brilho relativo nos informa sobre a temperatura coronal em diferentes regiões.

O mapeamento da temperatura da coroa informa modelos avançados baseados em computador sobre seu comportamento. Esses modelos devem incluir mecanismos de como o plasma coronal é aquecido a temperaturas tão altas. Tais mecanismos podem incluir a conversão de ondas magnéticas em energia térmica de plasma, por exemplo. Se mostrarmos que algumas regiões são mais quentes que outras, isto pode ser replicado em modelos.

O eclipse deste ano também ocorre durante um período de intensa atividade solar, então pudemos observar uma ejeção de massa coronal (CME). Estas são enormes nuvens de plasma magnetizado que são ejetadas da atmosfera do Sol para o espaço. Eles podem afetar infraestruturas próximas à Terra, causando problemas para satélites vitais.

Muitos aspectos das CMEs são pouco compreendidos, incluindo a sua evolução inicial perto do sol. Informações espectrais sobre CMEs nos permitirão obter informações sobre sua termodinâmica e sua velocidade e expansão perto do sol.

Nossos instrumentos de eclipse foram recentemente propostos para uma missão espacial chamada missão de ocultação solar habilitada para a lua (Mesom). O plano é orbitar a lua para obter observações de eclipses mais frequentes e prolongadas. Está sendo planejada como uma missão da Agência Espacial do Reino Unido envolvendo vários países, mas liderada pela University College London, pela Universidade de Surrey e pela Universidade de Aberystwyth.

Teremos também uma câmera comercial avançada de 360 graus para coletar vídeos do eclipse de 8 de abril e do local de observação. O vídeo é valioso para eventos de divulgação pública, onde destacamos o trabalho que realizamos, e ajuda a gerar interesse público na nossa estrela local, o sol.

Fornecido por The Conversation

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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