A sonda cruzou uma fronteira invisível que foi prevista por décadas, mas nunca observada
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A Parker Solar Probe da NASA (canto superior direito nesta ilustração) mergulhou abaixo da camada crucial que separa a atmosfera do Sol do resto do espaço. A atmosfera solar, ou corona, é representada aqui como uma grade vermelha ondulada. JOY NG, GODDARD SPACE FLIGHT CENTER DA NASA |
Pela primeira vez, uma espaçonave fez contato com o sol. Durante um sobrevôo recente, a Parker Solar Probe da NASA entrou na atmosfera do sol.
“Finalmente chegamos”, disse Nicola Fox, diretor da Divisão de Ciência Heliofísica da NASA em Washington, DC, em 14 de dezembro em uma coletiva de imprensa na reunião de outono da União Geofísica Americana. “A humanidade tocou o sol.”
Parker deixou o espaço interplanetário e cruzou para o território solar em 28 de abril de 2021, durante um de seus encontros íntimos com o sol. Enquanto estava lá, a sonda fez as primeiras medições de exatamente onde fica esse limite, chamado de superfície crítica de Alfvén. Ele estava a cerca de 13 milhões de quilômetros acima da superfície do Sol , relataram os físicos na reunião, realizada online e em Nova Orleans, e na Physical Review Letters em 14 de dezembro.
“Nós sabíamos que a superfície crítica de Alfvén tinha que existir”, disse o físico solar Justin Kasper, da Universidade de Michigan em Ann Arbor, em entrevista coletiva. “Simplesmente não sabíamos onde estava.”
Encontrar essa camada crucial era um dos principais objetivos da Parker quando foi lançada em 2018 ( SN: 7/5/18 ). A superfície crítica de Alfvén é importante porque marca onde os pacotes de plasma podem se separar do sol e se tornar parte do vento solar , o fluxo rápido de partículas carregadas que emana constantemente do sol ( SN: 18/8/17 ). O vento solar e outras formas mais dramáticas de clima espacial podem causar estragos nos satélites da Terra e até na vida ( SN: 26/2/21 ). Os cientistas querem identificar exatamente como o vento começa a entender melhor como ele pode impactar a Terra.
A superfície crítica de Alfvén também pode conter a chave para um dos maiores mistérios solares: por que a coroa do sol, sua fina atmosfera externa, é muito mais quente do que a superfície do sol ( SN: 20/08/17 ). Com a maioria das fontes de calor, as temperaturas caem conforme você se afasta. Mas a coroa solar chia a mais de um milhão de graus Celsius, enquanto a superfície atinge apenas alguns milhares de graus.
Em 1942, o físico Hannes Alfvén propôs uma solução para o mistério: um tipo de onda magnética pode transportar energia da superfície solar e aquecer a coroa. Demorou até 2009 para observar diretamente tais ondas, na parte inferior da corona , mas elas não carregavam energia suficiente para explicar todo o calor ( SN: 19/03/09 ). Os físicos solares suspeitaram que o que acontece quando essas ondas sobem mais alto e encontram a superfície crítica de Alfvén pode desempenhar um papel no aquecimento da coroa. Mas até agora, os cientistas não sabiam onde essa fronteira começou.
Com o limite identificado, “agora seremos capazes de testemunhar diretamente como o aquecimento coronal acontece”, disse Kasper.
Quando Parker cruzou a fronteira invisível, seus instrumentos registraram um aumento acentuado na força do campo magnético local e uma queda na densidade do material carregado. No vento solar, ondas de partículas carregadas jorram do sol. Porém, abaixo da superfície crítica de Alfvén, algumas dessas ondas voltam em direção à superfície do sol.
A câmera WISPR da Parker Solar Probe tirou fotos de estruturas na coroa solar enquanto a espaçonave voava pela atmosfera do Sol pela primeira vez. Essas estruturas, chamadas streamers, são visíveis da Terra durante um eclipse solar total, mas esta é a primeira vez que foram observadas em seu local de nascimento.NASA, JOHNS HOPKINS APL, LABORATÓRIO DE PESQUISA NAVAL
Surpreendentemente, as medições de Parker mostraram que a superfície crítica de Alfvén é enrugada. “Essa foi uma das grandes questões pendentes”, diz o físico solar Craig DeForest do Southwest Research Institute em Boulder, Colorado, que é membro da equipe de sondagem Parker, mas não fez parte desta medição.
“Houve algum debate na comunidade sobre se a superfície de Alfvén realmente existiria como uma superfície”, diz ele. Décadas atrás, os cientistas imaginaram a fronteira como uma esfera lisa ao redor do sol como um globo de neve. Mais recentemente, alguns pensaram que seria tão irregular que não ficaria aparente quando a espaçonave o cruzasse.
Nenhuma dessas imagens estava correta. A superfície é lisa o suficiente para que o momento da travessia seja perceptível, disse Kasper. Mas durante a aproximação da espaçonave ao sol em abril, ela cruzou para dentro e para fora da fronteira três vezes. O primeiro mergulho durou cerca de cinco horas, a última apenas meia hora.
“A superfície claramente tem alguma estrutura e deformação”, disse Kasper.
Essa estrutura pode influenciar tudo, desde a forma como as erupções solares deixam o sol até a forma como o vento solar interage consigo mesmo mais longe do sol, diz DeForest. “Isso tem consequências que ainda não sabemos, mas provavelmente serão profundas”, diz ele. “Isso é muito emocionante. É terra incógnita. ”
Parker ainda está orbitando o sol e planejando fazer várias abordagens mais próximas nos próximos anos, eventualmente chegando a 6 milhões de quilômetros da superfície solar. Isso deve trazer Parker para a corona solar repetidamente, disse o físico solar Nour Raouafi do Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins em Laurel, Maryland. A espaçonave pode ter feito outra jornada além da superfície crítica de Alfvén em agosto e terá outra oportunidade em janeiro.
“A expectativa é que, à medida que voarmos cada vez mais perto do sol, continuaremos cruzando essa fronteira”, disse Raouafi. Mas a fronteira pode não estar sempre no mesmo lugar. Conforme a atividade do sol muda, o nível da superfície crítica de Alfvén deve subir e descer como se a corona estivesse inspirando e expirando, disse ele.
Essa é outra coisa que os cientistas esperam observar pela primeira vez.
fonte: https://www.sciencenews.org/