Primeira missão para “tocar” o Sol capta o vento solar

Uma missão solar que tem voado cada vez mais perto do Sol para desvendar os seus segredos chegou perto o suficiente da superfície da estrela para fazer uma descoberta crucial.

Dados da sonda solar Parker descobriram a fonte de vento solar, um fluxo de partículas energizadas que fluem da coroa (a atmosfera externa quente do sol) em direção à Terra.

Uma das principais motivações da missão, batizada em homenagem ao falecido astrofísico Eugene Parker (1927-2022) e lançada em 2018, foi determinar como o vento se parece à medida que se forma perto do Sol e como escapa à gravidade da estrela.

Quando a sonda chegou a cerca de 21 milhões de quilômetros do Sol, seus instrumentos detectaram estruturas finas do vento solar gerados perto da fotosfera, ou da superfície solar, e capturaram detalhes efêmeros que desaparecem quando o vento é soprado a partir da coroa.

A nave espacial foi especialmente projetada para voar a menos de 6,4 milhões de quilômetros acima da superfície solar. No final de 2021, ela se tornou a primeira missão a “tocar” o Sol.

Um estudo detalhando as descobertas foi publicado na quarta-feira (7) na revista “Nature”.

Estudos do vento solar

O vento solar é um fluxo contínuo de plasma que contém partículas carregadas, como prótons e elétrons. O fenômeno de longo alcance também inclui parte do campo magnético solar e se estende muito além da coroa, interagindo com planetas e o meio interestelar.

Existem dois tipos de vento solar. O tipo mais rápido flui a partir de buracos na coroa nos polos do Sol a uma velocidade máxima de 800 quilômetros por segundo. O vento solar mais lento, localizado no mesmo plano do sistema solar que a Terra, flui a um ritmo mais calmo de 400 quilômetros por segundo.

O vento solar rápido geralmente não afeta a Terra. Mas, durante o chamado máximo do ciclo solar, um período de 11 anos sobre o qual a atividade do Sol aumenta gradualmente, o campo magnético do Sol muda. A virada faz com que os buracos coronais apareçam na superfície do Sol e liberem rajadas de vento solar diretamente em direção à Terra.

Compreender a fonte do vento solar pode ajudar os cientistas a prever melhor o clima espacial e as tempestades solares que podem afetar a Terra.

Embora causem belas auroras, as tempestades solares também podem afetar os satélites e as redes elétricas da Terra.

“Os ventos carregam muitas informações do Sol para a Terra, portanto entender o mecanismo por trás do vento solar é importante por razões práticas”, disse o coautor do estudo, James Drake, professor emérito de física na Universidade de Maryland – College Park. “O estudo afeta nossa capacidade de entender como o Sol libera energia e impulsiona tempestades geomagnéticas, que são uma ameaça para nossas redes de comunicação”, completou.

Os dados da nave espacial revelaram que os buracos coronais funcionam como chuveiros, nos quais os jatos aparecem na superfície do Sol sob a forma de pontos brilhantes, marcando onde o campo magnético passa dentro e fora da fotosfera.

Conforme os campos magnéticos passam uns pelos outros, movendo-se em direções opostas dentro desses funis na superfície solar, eles se quebram e reconectam, enviando partículas carregadas para fora do Sol.

“A fotosfera é coberta por células de convecção, como em um recipiente com água fervente, e o fluxo de convecção em escala maior é chamado de supergranulação”, explicou o autor principal do estudo, Stuart D. Bale, professor de física da Universidade da Califórnia – Berkeley.

“Nos locais onde essas células de supergranulação se encontram e vão para baixo, elas arrastam o campo magnético em seu caminho para esse tipo de funil descendente. O campo magnético adquire mais intensidade porque está congestionado. É uma espécie de colher de campo magnético que desce para um dreno. E a separação espacial desses pequenos drenos, esses funis, é o que estamos vendo agora com os dados da sonda solar”.

A sonda solar Parker detectou partículas altamente energéticas que viajam entre 10 e 100 vezes mais rápido do que o vento solar, levando os pesquisadores a acreditar que o vento solar rápido é criado pela reconexão de campos magnéticos.

“A conclusão principal é que é a reconexão magnética dentro dessas estruturas de funil que serve como fonte de energia do vento solar rápido”, contou Bale. “Ela não vem só de todos os lugares em um buraco coronal; ela é subestruturada dentro de buracos coronais para essas células de supergranulação. A reconexão magnética vem desses pequenos feixes de energia magnética que estão associados com os fluxos de convecção. Creio que nossos resultados são fortes evidências de que é a reconexão que está fazendo isso”.

O ciclo solar

Espera-se que o sol atinja o máximo solar em julho de 2025, razão pela qual houve relatos crescentes de explosões solares e as luzes do norte e do sul sendo visíveis em lugares inesperados. Felizmente, a sonda Parker e uma missão separada, a Solar Orbiter, estão perfeitamente preparadas para observar as forças poderosas e dinâmicas do sol nesse momento.

Os cientistas estão aliviados com o fato de a sonda Parker ter sido lançada antes dos crescentes eventos dramáticos do Sol, ou seja, durante o silencioso mínimo solar, quando a atividade caótica não teve a chance de obscurecer as observações.

“Havia uma certa preocupação no início da missão da sonda solar de que iríamos lançá-la diretamente na parte mais silenciosa e tediosa do ciclo solar”, contou Bale. “Mas eu acho que, se não fosse assim, nunca teríamos entendido o fenômeno. Seria muito tumultuado.  Então tivemos a sorte de lançar a sonda no mínimo solar”.