Sim, chove no Sol - e em locais inesperados

Redação do Site Inovação Tecnológica -  06/05/2019

A chuva coronal, como a vista no centro da estrutura magnética, é frequentemente observada após erupções solares, quando o aquecimento intenso associado à erupção solar é abruptamente interrompido após a erupção e o plasma remanescente esfria e retorna à superfície solar.[Imagem: SDO/Scientific Visualization Studio/Tom Bridgman]

Chuva coronal

Sim, chove no Sol. Mas não é uma chuva de água ou qualquer outra coisa tão amena.

A chamada chuva coronal é formada por gigantescas precipitações de plasma, ou gás eletrificado, que gotejam da atmosfera externa do Sol de volta à sua superfície. Quando uma erupção solar pede força, o plasma restante sofre um resfriamento rápido (de ~ 1.000.000 para 10.000º C), condensa e então cai como uma chuva.

Simulações de computador, além de observações do vento solar, o gás que escapa do Sol rumo ao espaço, sugeriam que a chuva coronal poderia ser encontrada nas alças magnéticas de milhões de quilômetros de altitude que podem ser vistas projetando-se do Sol durante um eclipse solar.

Emily Mason, do Centro Espacial Goddard, da NASA, queria encontrar essas ocorrências de chuva solar porque elas poderiam explicar o mistério de por que a atmosfera externa do Sol, conhecida como coroa, ou corona, é muito mais quente - umas 300 vezes mais quente - do que sua superfície.

Dia após dia, ela vasculhou cinco anos de dados coletados pela sonda espacial SDO, que fotografa o Sol a cada dois segundos desde o seu lançamento, em 2010. Mas ela não encontrou chuva, garoa e nem mesmo sequer um pingo da chuva solar.

A pesquisadora então se deu conta de que as teorias poderiam estar erradas, e ela estaria procurando no lugar errado.

Aquecimento da coroa solar

Ao abrir o foco de sua pesquisa, Mason finalmente encontrou a chuva solar, mas em um lugar inesperado: em alças magnéticas muito menores, que se acreditava pequenas demais para gerar o fenômeno do esfriamento do plasma.

Uma série de minúsculas estruturas magnéticas mostraram-se "realmente brilhantes e continuavam chamando minha atenção. Quando eu finalmente dei uma olhada nelas, com certeza eles mostravam dezenas de horas de chuva de cada vez," conta a pesquisadora.

Essa descoberta é particularmente importante porque estabelece uma nova ligação entre o aquecimento da coroa e a fonte do vento solar lento - dois dos maiores mistérios que a ciência solar enfrenta atualmente.

Embora os resultados não digam exatamente como a coroa é aquecida, "eles jogam para baixo o piso onde o aquecimento coronal poderia acontecer," disse Mason. Ela encontrou laços chuvosos com menos de 50.000 km de altura, meros 2% da altura de alguns dos laços onde ela estava procurando originalmente. E a chuva condensa a região onde o aquecimento coronal principal pode estar acontecendo.

"Ainda não sabemos exatamente o que está aquecendo a coroa, mas sabemos que isso tem que acontecer nesta camada," disse Mason, destacando que o aquecimento coronal parece ser muito mais localizado do que os cientistas pensavam até agora.

Os serviços de clima espacial já podem prever a chegada de tempestades solares na Terra. [Imagem: N. P. Savani et al. (2015)]

Vento solar lento

E as observações não concordam com as teorias anteriores em outro aspecto. De acordo com o entendimento atual, a chuva coronal só se formaria em alças fechadas, onde o plasma pode se acumular e resfriar sem qualquer meio de escapar. Mas Mason encontrou casos em que a chuva estava se formando em linhas de campo magnético abertas.

Ancorada ao Sol em uma única extremidade, a outra extremidade dessas linhas de campo abertas permitem que o plasma seja arremessado para o espaço, podendo ser uma explicação para o vento solar lento, um fluxo relativamente lento e denso de gás que escapa do Sol separadamente de seu equivalente rápido, um elemento bem mais conhecido do clima espacial.

Mason agora está trabalhando em uma simulação computadorizada para encaixar seus dados com as novas explicações para a origem da chuva coronal, o aquecimento mais "granulométrico" da coroa solar e a emissão do vento solar lento.

Ela também espera que novas evidências observacionais em breve possam confirmar seus dados. Agora que a Sonda Solar Parker, lançada em 2018, está viajando mais perto do Sol do que qualquer sonda espacial anterior, ela poderá voar através de rajadas de vento solar lento, que poderão então ser rastreadas até o Sol - potencialmente, a um dos eventos de chuva coronais que Mason detectou, confirmando suas teorias.

Bibliografia:

Observations of Solar Coronal Rain in Null Point Topologies
Emily I. Mason, Spiro K. Antiochos, Nicholeen M. Viall
Astrophysical Journal Letters
Vol.: 874, Number 2
DOI: 10.3847/2041-8213/ab0c5d