Impressionantes arcos de plasma solar podem não ser exatamente o que pensávamos

Astrônomos afirmam que o fenômeno solar já bem estudado pode não ser tão simples quanto pensávamos.

De acordo com novas simulações, o que pensávamos serem apenas arcos de plasma, conhecidos como anéis coronais, em erupção na superfície do Sol ao longo das linhas do campo magnético podem, pelo menos às vezes, serem rugas nas camadas corrugadas de plasma.

A descoberta, publicada na The Astrophysical Journal e divulgada pela Science Alert, é significativa para a ciência. Desde que os anéis coronais foram identificados claramente na década de 1960, os cientistas solares os têm usado para entender as propriedades do Sol, incluindo seu campo magnético, densidade e temperatura atmosférica.

"Passei toda a minha carreira estudando anéis coronais", diz a astrofísica Anna Malanushenko, do Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica.

"Eu nunca esperei por isso. Quando vi os resultados, minha mente explodiu," afirmou a astrofísica.

Limalhas de ferro ao longo do campo magnético de um ímã esférico

CC BY-SA 4.0 / Geek3 / Magnetic fields can be visualized with iron filings, that align along the magnetic field direction (cropped photo)

Os anéis coronais são fascinantes e bonitos. Trata-se de arcos longos e fechados de plasma brilhante, às vezes associados a manchas solares. Mas, embora os cientistas os analisem para entender melhor o Sol há décadas, algumas de suas propriedades não correspondem ao que poderíamos esperar.

Em primeiro lugar, anéis coronais associados às manchas solares tendem a ser muito mais altos do que os cálculos sugerem que deveriam ser.

Em segundo lugar, os laços não ficam menos brilhantes com a altura. Pense em limalhas de ferro espalhadas perto de uma barra de imã, organizando-se em voltas. Os laços maiores que se afastam do imã são mais finos e tênues.

Os anéis coronais se parecem com esses arcos de ferro, mas se os anéis coronais estiverem associados a campos magnéticos eles devem exibir uma expansão visual semelhante, ou seja, os anéis mais altos serão tão brilhantes quanto os mais baixos.

Anéis coronais fotografados pela espaçonave Transition Region and Coronal Explorer

© Foto / NASA

Malanushenko e sua equipe conduziram modelos da coroa solar usando um programa de software chamado MURaM, que gera simulações magnetoidrodinâmicas realistas do Sol. Recentemente, isso foi atualizado para incluir a coroa solar, o que a tornou uma excelente ferramenta para tentar entender melhor os anéis coronais.

Quando a equipe executou suas simulações, no entanto, eles descobriram que os laços nem sempre eram estruturas discretas, mas dobras em folhas de plasma opticamente finas. Como essas rugas são mais espessas e densas, podem ser vistas claramente. O fenômeno foi chamado de véus coronais.

No entanto, a simulação revelou que os anéis coronais também podem existir por conta própria. Isso sugere que a coroa solar é um ambiente muito mais complexo do que sabíamos.

"Este estudo nos lembra que, como cientistas, devemos sempre questionar nossas suposições e que, às vezes, nossa intuição pode trabalhar contra nós", diz Malanushenko.

Além dos véus coronais, as simulações da equipe também capturam todo o ciclo de vida de uma erupção solar e produziram conjuntos de dados tridimensionais da atmosfera solar que podem ser usados para realizar observações sintéticas do plasma e do campo magnético. Isso pode ser usado para sondar os laços e véus com mais detalhes.

É por esta razão que entender as estruturas a partir de observações solares reais pode ser tão complicado. Quando se está observando um desses anéis de lado, a forma de seu arco não pode ser vista como deveria. Mas, quando visto de frente, não é possível ver a largura do anel, se é mais como um fio ou uma fita de plasma.

Embora os véus decifrem as propriedades dos anéis coronais que não se encaixam, há algumas perguntas que permanecem sem resposta. Por exemplo, como e por que essas estruturas se formam e o que as faz enrugar. Também não está claro quantos deles podem ser anéis coronais reais. Observações sintéticas podem fornecer algumas respostas.

"Este estudo demonstra que a forma como atualmente interpretamos as observações do Sol pode não ser adequada para entendermos verdadeiramente a física da nossa estrela", diz Malanushenko, que completou afirmando que "este é um paradigma inteiramente novo de compreensão da atmosfera do Sol."