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Quarta-feira, Agosto 17, 2022

Loops impressionantes de plasma observados no sol podem não ser o que pensávamos

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Um fenômeno solar bem estudado pode não ser tão simples quanto pensávamos.

Novas simulações sugerem que o que pensávamos serem loops de plasma conhecidos como alças coronais irrompendo da superfície do Sol ao longo das linhas do campo magnético podem, pelo menos às vezes, ser rugas em folhas corrugadas de plasma.

Os astrônomos apelidaram esse fenômeno de “véu coronal”e sugerem que mais pesquisas são necessárias para tentar entender como e por que eles ocorrem.

A descoberta é, dizem eles, significativa. Desde que os loops coronais foram identificados claramente na década de 1960, os cientistas solares os têm usado para entender as propriedades do Sol, incluindo seu campo magnético, e a densidade e temperatura da atmosfera solar.

“Passei toda a minha carreira estudando alças coronais”, diz a astrofísica Anna Malanushenko do Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica.

“Eu nunca esperei isso. Quando vi os resultados, minha mente explodiu.”

Os laços coronais são fascinantes e bonitos: 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, as alças coronais associadas às manchas solares tendem a ser muito mais altas 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 um ímã de barra, organizando-se em círculos. As espiras maiores que chegam mais longe do ímã são mais fino e tênue.

IronFilingsMagneticFieldDiagramLimalhas de ferro ao longo do campo magnético de um ímã esférico. (Geek3/Wikimedia Commons/CC BY-SA 4.0)

Os loops coronais se parecem com esses loops de ferro, mas se os loops coronais estiverem associados a campos magnéticos, eles devem exibir uma expansão visual semelhante – os loops mais altos são tão brilhantes quanto os mais baixos.

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

alças coronais frontal e lateralLoops coronais fotografados pela espaçonave Transition Region and Coronal Explorer. (NASA/LMSAL)

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, podemos vê-las claramente.

No entanto, a simulação também revelou que os loops 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, como cientistas, que devemos sempre questionar nossas suposições e que, às vezes, nossa intuição pode trabalhar contra nós”. Malanushenko diz.

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.

Isso porque entender essas estruturas a partir de observações solares reais pode ser complicado. Quando você está olhando para um laço de lado, a forma de seu laço não pode ser vista; mas, ao ver de frente, você não pode ver a largura do loop, se é mais como um fio ou fita de plasma.

Embora os véus resolvam as propriedades dos laços 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 loops coronais reais. Observações sintéticas podem fornecer algumas respostas.

Isso exigirá o projeto de novos métodos observacionais e técnicas analíticas, mas os resultados até agora podem ter implicações para outras áreas da física de plasma, especialmente se houver estruturas no fluido que sejam difíceis, se não impossíveis, de ver.

“Este estudo demonstra que a forma como atualmente interpretamos as observações do Sol pode não ser adequada para compreendermos verdadeiramente a física da nossa estrela,” Malanushenko diz.

“Este é um paradigma inteiramente novo de compreensão da atmosfera do Sol.”

A pesquisa foi publicada em O Jornal Astrofísico.



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