As explosões solares são causadas pela reconexão magnética no espaço e podem interferir em nossos satélites de comunicação, afetando as redes de energia, tráfego aéreo e telefonia. Agora, pesquisadores da Chalmers University of Technology, Suécia, descobriram uma nova maneira de imitar e estudar esses fenômenos espetaculares do plasma espacial em um ambiente de laboratório. Crédito:NASA / SDO / AIA / Goddard Space Flight Center
Erupções solares, radiação cósmica, e as luzes do norte são fenômenos bem conhecidos. Mas exatamente como sua enorme energia surge não é tão bem compreendido. Agora, físicos da Chalmers University of Technology, Suécia, descobriram uma nova maneira de estudar esses fenômenos espetaculares do plasma espacial em um ambiente de laboratório. Os resultados foram publicados na renomada revista. Nature Communications .
"Os cientistas vêm tentando trazer esses fenômenos espaciais para a Terra há uma década. Com nosso novo método, podemos entrar em uma nova era, e investigar o que antes era impossível estudar. Isso vai nos dizer mais sobre como esses eventos ocorrem, "diz Longqing Yi, pesquisador do Departamento de Física da Chalmers.
A pesquisa diz respeito à chamada 'reconexão magnética' - o processo que dá origem a esses fenômenos. A reconexão magnética causa a conversão repentina da energia armazenada no campo magnético em calor e energia cinética. Isso acontece quando dois plasmas com campos magnéticos anti-paralelos são pressionados juntos, e as linhas do campo magnético convergem e se reconectam. Essa interação leva a partículas de plasma violentamente aceleradas que às vezes podem ser vistas a olho nu - por exemplo, durante as luzes do norte.
A reconexão magnética no espaço também pode nos influenciar na Terra. A criação de explosões solares pode interferir nos satélites de comunicação, e assim afetam as redes de energia, tráfego aéreo e telefonia.
A fim de imitar e estudar esses fenômenos espetaculares de plasma espacial em laboratório, você precisa de um laser de alta potência, para criar campos magnéticos cerca de um milhão de vezes mais fortes do que os encontrados na superfície do sol. No novo artigo científico, Longqing Yi, junto com o professor Tünde Fülöp do Departamento de Física, propôs um experimento em que a reconexão magnética pode ser estudada em um novo, maneira mais precisa. Através do uso de incidência rasante de pulsos de laser ultracurtos, o efeito pode ser alcançado sem superaquecimento do plasma. O processo pode, portanto, ser estudado de forma muito limpa, sem o laser afetar diretamente a energia interna do plasma.
A imagem mostra a configuração do experimento. O laser (o triângulo vermelho à direita) atinge o filme em microescala (a placa cinza), que divide o feixe como uma faca. Os elétrons aceleram em ambos os lados da 'faca' e produzem fortes correntes, junto com extremamente forte, campos magnéticos anti-paralelos. A reconexão magnética ocorre além do final do filme (o quadro azul). O campo magnético é ilustrado com setas pretas. As estruturas semelhantes a um bumerangue ilustram os elétrons nos diferentes estágios da simulação. As cores do arco-íris representam os momentos transversais dos elétrons. Crédito:Longqing Yi
O experimento proposto nos permitiria, portanto, buscar respostas para algumas das questões mais fundamentais da astrofísica.
“Esperamos que isso possa inspirar muitos grupos de pesquisa a usar nossos resultados. Esta é uma grande oportunidade de buscar conhecimentos que possam ser úteis em várias áreas. Por exemplo, precisamos entender melhor as erupções solares, que podem interferir em sistemas de comunicação importantes. Também precisamos ser capazes de controlar as instabilidades causadas pela reconexão magnética em dispositivos de fusão, "diz Tünde Fülöp.
O estudo em que se baseiam os novos resultados foi financiado pela fundação Knut e Alice Wallenberg, através da estrutura do projeto 'Fontes de íons compactos baseados em plasma', e o projeto ERC 'Skena och skina' (Fugindo e irradiando).
