Nesta primavera, o observatório espacial solar europeu Solar Orbiter desceu abaixo do plano da eclíptica do Sol pela primeira vez e obteve uma imagem de seu polo sul. Ambos os polos da estrela não são visíveis da órbita da Terra, o que impediu a obtenção de uma imagem completa dos processos que ocorrem no Sol. É especialmente valioso que as observações tenham ocorrido no pico do ciclo de atividade de 11 anos da estrela. Isso mudará a ciência da física solar, tornando-a mais completa e compreensível.
Fonte da imagem: Solar Orbiter / ESA
A colagem acima mostra o polo sul do Sol registrado em 16 e 17 de março de 2025, quando a Solar Orbiter observou o Sol a um ângulo de 15 graus abaixo do equador solar. Esta foi a primeira campanha de observação em ângulo alto. Poucos dias depois, a sonda espacial observou o polo sul a um ângulo de 17 graus. O ângulo de visão único da Solar Orbiter está mudando nossa compreensão do campo magnético do Sol, do ciclo solar e do clima espacial — dados difíceis de superestimar. A sonda espacial inclinará sua órbita ainda mais nos próximos anos, portanto, as melhores vistas dos polos do Sol ainda estão por vir.
«“Hoje, pela primeira vez na história da humanidade, estamos exibindo imagens do polo solar”, explicou a Professora Carole Mundell, Diretora Científica da ESA. “O Sol é a nossa estrela mais próxima, a fonte da vida e o potencial destruidor dos atuais sistemas de energia espacial e terrestre. Portanto, é vital entender como ele funciona e ser capaz de prever seu comportamento. Essas novas e únicas imagens da Solar Orbiter inauguram uma nova era na pesquisa solar.”
As imagens mostradas acima foram adquiridas pelos três instrumentos científicos do Solar Orbiter: o Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI), o Extreme Ultraviolet Imager (EUI) e o instrumento Spectral Imaging of the Coronal Environment (SPICE).
«”Não sabíamos exatamente o que esperar dessas primeiras observações — os polos do Sol são literalmente terra incógnita”, disse o professor Sami Solanki, que lidera a equipe do PHI no Instituto Max Planck de Pesquisa do Sistema Solar (MPS), na Alemanha.
Cada um desses instrumentos observa o Sol à sua maneira. O PHI captura imagens em luz visível (canto superior esquerdo) e mapeia o campo magnético na superfície do Sol (canto superior central). O EUI captura imagens em luz ultravioleta (canto superior direito), revelando gás com carga de milhões de graus na atmosfera externa, a coroa. O SPICE (embaixo) detecta a luz de gás com carga em diferentes temperaturas acima da superfície do Sol, revelando as diferentes camadas da atmosfera solar e como elas se movem.
Ao comparar e analisar dados desses três instrumentos, os cientistas podem entender como a matéria se move nas camadas externas do Sol. Isso pode revelar padrões inesperados, como vórtices polares (ciclones) semelhantes aos observados nos polos de Vênus e Saturno.
As observações únicas da Solar Orbiter também são importantes para a compreensão da física do campo magnético do Sol e por que ele inverte a polaridade aproximadamente a cada 11 anos, coincidindo com o pico da atividade solar. Os modelos atuais não nos permitem prever com precisão quando e quão ativo será o próximo máximo do ciclo solar.
«Pólos azuis e vermelhos misturados
Uma das primeiras descobertas científicas feitas pelas observações dos polos solares pela Solar Orbiter foi a descoberta de que o campo magnético no polo sul está atualmente desordenado. Enquanto um ímã comum tem polos norte e sul claramente definidos, medições mostraram que campos magnéticos de polaridade oposta coexistem no polo sul do Sol.
Essa condição é observada apenas por um curto período em cada ciclo solar – durante o máximo solar, quando o campo magnético da estrela muda de polaridade e atinge seu pico de atividade. Após a mudança de polaridade, uma única polaridade dominante se forma gradualmente nos polos. Em 5 a 6 anos, o Sol atingirá seu próximo mínimo, quando o campo magnético se torna mais ordenado e a atividade é mínima.
«Ainda não se sabe exatamente como esse acúmulo de magnetização ocorre, então a Solar Orbiter chegou a altas latitudes bem a tempo de observar o processo de uma perspectiva única”, disse Sami Solanki.
Outra descoberta interessante está relacionada ao trabalho do instrumento SPICE. Por ser um espectrógrafo, ele mede a luz emitida por certos elementos químicos: hidrogênio, carbono, oxigênio, neônio e magnésio. Nos últimos cinco anos, o SPICE tem usado esses dados para estudar processos em diferentes camadas acima da superfície do Sol.
Agora, pela primeira vez, a equipe do SPICE conseguiu usar o rastreamento preciso de linhas espectrais para medir a velocidade de aglomerados solares. O efeito Doppler ajudou nisso. O mapa de velocidade resultante mostra como o material se move dentro de uma determinada camada. Isso fornece a chave para a compreensão dos processos de geração do vento solar e, em geral, de todos os fenômenos físicos observados na atmosfera solar.
«”As medições Doppler do vento solar que emana do Sol foram prejudicadas pela falta de cobertura dos polos durante missões anteriores. As medições em altas latitudes, agora possíveis com o Solar Orbiter, serão uma verdadeira revolução na física solar”, enfatizam os cientistas.
Estes são apenas os primeiros dados coletados pela Solar Orbiter em sua nova órbita inclinada, e grande parte deles ainda aguarda análise. O conjunto completo de dados do primeiro sobrevoo polo a polo da Solar Orbiter pelo Sol deverá estar disponível em outubro de 2025. Todos os dez instrumentos científicos da Solar Orbiter continuarão a coletar dados sem precedentes nos próximos anos.
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