Nossos telescópios estão alcançando a borda do universo, mas ainda não entendemos completamente o que está acontecendo em nossa estrela, o Sol. A Parker Solar Probe da NASA se tornou a ferramenta mais avançada no estudo da física solar e finalmente conseguiu rastrear o vento solar até suas origens.
Fonte da imagem: NASA
O vento solar é um fluxo de partículas carregadas ou plasma solar, que de tempos em tempos sai de sua atmosfera e se espalha em diferentes direções a velocidades de até 800 km/s. Quando o Sol está inativo, o vento solar sopra dos pólos da estrela, mas conforme se aproxima do pico de atividade em seu ciclo de 11 anos, o Sol pode emitir fluxos de plasma em qualquer direção e frequentemente em direção à Terra.
O campo magnético da Terra interage com nuvens de partículas carregadas, e vemos essa interação nas auroras, e também podemos detectá-la em problemas de comunicação e em mau funcionamento de satélites. Portanto, entender os processos no Sol e, em particular, rastrear a formação do vento solar permitirá prever com mais precisão o clima espacial e garantir a segurança dos voos espaciais.
A Parker Solar Probe da NASA, armada com instrumentos para detectar partículas carregadas, chegou perto o suficiente do Sol para submergir brevemente em sua atmosfera. Em uma das passagens anteriores perto do Sol – em novembro de 2021 – a sonda voou perto do buraco coronal. Sabemos que o vento solar sopra para o espaço a partir de buracos coronais — rupturas em sua atmosfera que ocorrem quando as linhas do campo magnético do Sol se abrem.
Normalmente as linhas do campo magnético são fechadas – saem da estrela e, dobradas em arco, entram em outro lugar. Mas à medida que a atividade do Sol aumenta, as linhas do campo magnético podem se abrir e a outra extremidade ir para o espaço livre. Um funil magnético é formado, cujo pescoço se abre para lugar nenhum e às vezes para a Terra. Tal buraco não é visível a olho nu. Será um buraco na imagem apenas na faixa de raios-x. No entanto, é justamente nessa janela que o plasma solar, antes retido por campos magnéticos, vai correr.
Permaneceu um mistério quais processos levam à abertura de linhas magnéticas e o que dá energia para acelerar partículas carregadas. Existem duas teorias populares sobre isso. Segundo um deles, o plasma é acelerado pelas chamadas ondas de Alfven. Segundo outra teoria, a energia para a aceleração das partículas surge no processo de reconexão das linhas do campo magnético. Os dados coletados pela sonda Parker indicam que o vento solar é de fato gerado no processo de reconexão caótica das linhas do campo magnético da estrela.
Um exemplo de “grânulos” comuns – células convectivas no Sol. Fonte da imagem: NSO/AURA/NS
A sonda detectou processos nas junções das chamadas células de supergranulação no Sol, durante as quais as partículas se moveram a velocidades incrivelmente altas – 10 a 100 vezes mais altas que a velocidade do vento solar médio. Isso só pode ser explicado pela reconexão das linhas do campo magnético, mas não pela aceleração das ondas de Alfven.
Na verdade, o vento solar nasceu ao longo dos limites de células com cerca de 30 mil km de extensão, onde o campo magnético era extremamente forte e a troca de suas linhas liberava uma enorme energia. O vento solar soprava como jatos de água de um regador, uniformemente e em intervalos regulares.