Pesquisadores do Centrum Wiskunde &Informatica (CWI), o instituto nacional de pesquisa para matemática e ciência da computação na Holanda, estudaram como as partículas do vento solar são aceleradas e aquecidas. Em particular, eles descobriram como estruturas coerentes no vento solar, onde os campos magnéticos e correntes elétricas são aumentados, afetar a transferência de energia responsável pelo aquecimento. Os resultados foram publicados em Cartas de revisão física em 19 de março de 2018.

O sol emite um fluxo constante de partículas carregadas, que formam o chamado vento solar. A alguma distância do sol, o vento solar é mais quente do que o esperado, o que significa que algum processo ainda está aquecendo as partículas, mesmo depois de saírem da atmosfera solar. Uma das questões pendentes na física espacial é onde e como esse aquecimento ocorre. A hipótese antiga é que o sol causa turbulência no vento solar emitido. Essa turbulência agita o vento solar, e assim acelera e aquece ainda mais as partículas.

Em muitos fluxos turbulentos, os movimentos de grande escala (grandes redemoinhos) afetam os movimentos de pequena escala (pequenos redemoinhos). Isso significa que há uma transferência de energia entre movimentos em escalas diferentes. Este também é o caso no turbulento vento solar. Contudo, no vento solar, a forma como a transferência de energia acontece, acabou sendo surpreendente. Os pesquisadores descobriram que a transferência de energia é muito heterogênea:acontece apenas em locais específicos. Na verdade, 80 por cento da transferência de energia acontece em cerca de 50 por cento do espaço.

Em um artigo publicado em Cartas de revisão física , Enrico Camporeale, pesquisador do CWI, junto com colegas da Itália e da França, aborda por que esse é o caso. Eles descobriram que certas estruturas no vento solar, onde o campo magnético e as correntes elétricas são aumentados, são responsáveis ​​pela não homogeneidade. Essas estruturas surgem naturalmente em todos os plasma turbulento de baixa densidade, do qual o vento solar é um exemplo. Eles normalmente têm a forma de folhas alongadas, onde o campo magnético e as correntes elétricas são maiores do que em outros lugares.

O trabalho leva a um melhor entendimento da turbulência do plasma nos ventos solares. Uma compreensão profunda deste fenômeno é necessária para desenvolver melhores previsões de eventos solares prejudiciais, como partículas energéticas do vento solar que podem danificar satélites e redes de energia elétrica.

Para chegar a sua conclusão, a equipe usou simulações de alta resolução, executado no centro italiano de supercomputadores CINECAB. Usando uma técnica inovadora de filtro de espaço, eles foram capazes de calcular a quantidade de transferência de energia de escalas grandes a pequenas em diferentes regiões da simulação, e quantificar a importância de estruturas coerentes.