Representação artística da sonda Parker, que chegou a distâncias sem precedentes do nosso Sol. Crédito: NASA/Johns Hopkins APL
Primeiros dados da sonda Parker, o objeto humanos mais próximo de nossa estrela em toda a história, já renderam quatro estudos sobre o vento e o plasma solar
O Sol está começando a revelar alguns de seus segredos mais bem guardados.
Foram publicados os primeiros resultados científicos da Sonda Solar Parker (PSP), da Nasa, que voou mais rápido e mais perto do Sol do que qualquer outro objeto feito pela humanidade em toda a história.
Os dados iniciais da PSP, relatados em quatro artigos publicados em 4 de dezembro na revista Nature, começam a levantar a cortina em torno da nossa estrela, que permanece surpreendentemente misteriosa apesar de ser sempre a luz mais brilhante no céu terrestre.
“Esses quatro artigos mostram que, ao entrar em uma região inexplorada do Sistema Solar, a PSP já fez grandes descobertas”, escreveu Daniel Verscharen, pesquisador do Laboratório de Ciências Espaciais Mullard da Universidade College London, em um texto complementar na mesma edição da Nature. Verscharen não participou de nenhum dos novos estudos.
"BEIJANDO O SOL"
A PSP foi lançada em agosto de 2018, em uma missão de 1,5 bilhões de dólares que vai ajudar os pesquisadores a entender melhor o funcionamento interno do Sol.
Os cientistas da missão estão particularmente interessados em resolver dois mistérios de longa data: como o fluxo de partículas que emana continuamente do sol, conhecido como vento solar, é acelerado até alcançar suas enormes velocidades; e por que a atmosfera externa do Sol, chamada coroa, é muito mais quente que a sua superfície. As temperaturas da coroa podem atingir 1,1 milhão de graus Celsius. A superfície solar, em comparação, chega a 6.000 Cº.
A PSP está tentando resolver essas questões ao pesquisar a coroa frente à frente. A cada cinco meses, aproximadamente, a sonda passa pela atmosfera escaldante do Sol, obtendo uma visão sem precedentes da nossa estrela.
Essas abordagens mais próximas, chamadas de passagens de periélio, levaram a PSP a até 24 milhões de quilômetros da superfície solar até o momento. Antes dessa missão, a sonda que mais se aproximou do Sol tinha ficado a 42,73 milhões quilômetros — o feito foi realizado em 1976 pela nave Helios 2, um projeto conjunto dos Estados Unidos e da antiga Alemanha Ocidental.
A Helios 2 também estabeleceu o recorde de maior velocidade relativa ao Sol: 246.960 km/h. Essa marca foi quebrada pela nave Juno da Nasa, que orbita Júpiter: ela atingiu 265.000 km/h durante sua chegada ao gigante do gás em julho de 2016. Mas a PSP agora é a líder de velocidade: durante a primeira passagem de periélio da espaçonave, em 6 de novembro de 2018, a poderosa gravidade do Sol acelerou a PSP a uma velocidade máxima de 343.181 km/h.
As condições na coroa são extremas, é claro, então a PSP está equipada com uma armadura pesada: um escudo de fibra de carbono com 11,4 cm de espessura, que protege a nave e seus quatro instrumentos científicos do calor intenso e da radiação solares.
Esses quatro instrumentos são: o Fields Experiment (Fields), que mede campos e ondas elétricos e magnéticos, entre outras coisas; o Integrated Science Investigation of the Sun (ISoIS), que está caracterizando os elétrons, prótons e íons pesados que são acelerados a altas velocidades na atmosfera do Sol e além dela; o Wide-field Imager for Solar Probe (WISPR), um conjunto de telescópios que observa a coroa e seus arredores; e o Solar Wind Electrons Alphas and Protons (SWEAP), que estuda os constituintes mais abundantes no vento solar (elétrons, prótons e íons de hélio).
Os quatro novos artigos relatam o que esses instrumentos observaram durante as duas primeira passagens de periélio da PSP, que ocorreram em novembro de 2018 e abril de 2019.
RASTREANDO A ORIGEM DO VENTO SOLAR “LENTO”
Um dos estudos, por exemplo, descobriu que o Fields está começando a desvendar o chamado vento solar “lento”, um dos componentes do fluxo solar que nunca excede cerca de 1,8 milhão de km/h. “Lento” é um termo relativo aqui; o vento solar “rápido” chega a aproximadamente o dobro dessa velocidade.
Os cientistas já sabiam que o vento solar rápido se origina em grandes “buracos” coronais — partes onde a atmosfera externa é consideravelmente mais fria e fina que o normal —, perto dos polos do Sol. E os dados do Fields sugerem que o vento lento também vem de buracos coronais, mas menores, localizados perto do equador solar.
O Fields também observou surpreendentes reversões no campo magnético solar que passava pela espaçonave: o campo às vezes invertia sua orientação 180 graus e depois, em segundos ou minutos, revertia de volta.
“Essas reversões estão provavelmente associadas a algum tipo de jato de plasma”, diz o principal autor do estudo e pesquisador principal do Fields, Stuart Bale, professor de física da Universidade da Califórnia em Berkeley. “Meu sentimento pessoal é que essas reversões, ou jatos, são centrais para o problema do aquecimento do vento solar”.
Enquanto isso, dados do SWEAP indicam que essas reversões estão “fazendo curvas em formato de S nas linhas de campo vindas do Sol”, como Verscharen coloca, e que as mudanças estão aumentando a velocidade do vento solar.
As descobertas do ISoIS ajudam a aprofundar esse quadro emergente. Dados do instrumento mostram que as partículas solares energéticas levam mais tempo do que o esperado para alcançar a PSP, talvez porque estejam viajando ao longo das linhas de campo em formato de S.
E o WISPR está oferecendo aos cientistas uma imagem mais clara do sol, da coroa e da região complexa e agitada que rodeia nossa estrela. As imagens do WISPR ajudam a colocar as informações coletadas pelos outros instrumentos em um contexto adequado, mas também geram informações por si só.
Por exemplo, no quarto novo estudo, as fotos do WISPR fornecem algumas evidências de uma zona livre de poeira perto do Sol, que foi postulada mas ainda não foi diretamente detectada. “As imagens detalhadas da PSP também mostram variações espaciais no vento solar que são consistentes com variações no campo magnético do Sol em sua superfície, e revelam pequenas bolhas de plasma que são ejetadas do sol e fazem parte do vento solar jovem”, Verscharen escreveu.
O MELHOR ESTÁ POR VIR
As respostas sobre o vento solar são parciais no momento, e ainda não está claro como exatamente a coroa é aquecida de forma tão dramática. Mas a equipe da PSP tem tempo de sobra para preencher essas lacunas, porque esses resultados recém-publicados são apenas o começo. A sonda foi projetada para continuar estudando o Sol até 2025, e suas passagens de periélio ficarão cada vez mais próximas, graças aos sobrevoos de Vênus, que impulsionam a trajetória.
A órbita final da PSP, por exemplo, a levará a apenas 6,16 milhões de km da superfície solar e apresentará velocidades máximas de cerca de 690.000 km/h.
E essas aproximações se tornarão mais frequentes, porque o caminho da PSP ao redor do Sol diminuirá. Atualmente, o período de órbita da sonda é de cerca de 150 dias terrestres, mas esse valor será de 88 dias no final da missão.
A duração da missão permitirá que a equipe da PSP estude o Sol em diversas etapas do seu ciclo de atividades de 11 anos. Portanto, a espaçonave deve reunir muitos de dados interessantes para manter os pesquisadores ocupados por muito tempo.
“Espera-se que os dados da PSP guiem nossa compreensão do Sol e do vento solar por muitos anos”, escreveu Verscharen. “Novos modelos e teorias serão motivados pelas descobertas da sonda, e esse conhecimento será transferível para outras estrelas e plasmas astrofísicos em todo o Universo”.
Mike Wall
Publicado originalmente em SPACE.com
FONTE: Scientific American Brasil
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