Efeito bizarro de "lente" no plasma solar é visto pela primeira vez

Ondas no plasma solar foram concentradas em um ponto focal, semelhante à luz ao passar por uma lente

Por: Daniele Cavalcante

23 mai 2024 - 04h39

(atualizado às 19h39)

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Cientistas observaram, pela primeira vez, ondas de plasma de uma explosão solar focadas por um buraco coronal, um efeito semelhante à focagem de um feixe de luz através de uma lente. A descoberta pode ajudar a compreender melhor o plasma do Sol e os "tsunamis" gerados pelas erupções solares.

Foto: NASA/SDO, AIA, EVE, HMI science teams / Canaltech

Um grupo de pesquisadores usou dados da sonda Solar Dynamics Observatory, da NASA, para estudar uma explosão solar de 2011. Na ocasião, o evento provocou perturbações quase periódicas de grande intensidade que se moviam ao longo da superfície solar.

Eles estavam interessados em um fenômeno da coroa solar (a atmosfera superior do Sol) conhecido como magnetohidrodinâmica. Trata-se de oscilações no plasma e, portanto, em campos magnéticos complexos povoados por partículas eletricamente carregadas (prótons e elétrons).

A magnetohidrodinâmica é um aspecto fundamental na coroa solar, pois faz parte do mecanismo que aquece o plasma daquela região a mais de 1 milhão de graus Celsius. As oscilações também aceleram o vento solar e ajudam na formação de ejeções de massa coronal.

Não é fácil observar ou rastrear os fenômenos em nossa estrela, já que os campos magnéticos são invisíveis. Mas, durante o evento de 2011, as ondas magnetohidrodinâmicas ajudaram a revelar estruturas ondulatórias se propagando de dentro para fora, com o centro da explosão no centro.

Essas propagações se direcionaram rumo ao centro do disco solar e atravessaram um buraco coronal (regiões frias do plasma da coroa solar) relativamente pequeno, a uma velocidade de cerca de 350 km/s. Isso é particularmente interessante, pois buracos coronais são cruciais para os ventos solares.

Buracos coronais possuem linhas magnéticas que estendem-se indefinitivamente no espaço; essa propriedade é bem diferente das linhas do restante da coroa, que formam loops, retornando para o Sol. Com isso, os buracos coronais conduzem as partículas carregadas em direção ao Sistema Solar — e aos planetas, como a Terra.

No vídeo acima, observamos o evento de 2011, em timelapse, revelando as frentes de onda magnetohidrodinâmicas convergentes que percorrem o buraco coronal (demarcado com uma linha branca) à esquerda.

Um dos aspectos curiosos sobre esses dados é que, no início da propagação das ondas, elas se movem no formato de arco circular, semelhante a ondas concêntricas em um lago quando atiramos uma pedra. No entanto, à medida que percorrem pelo buraco coronal, as elas assumem um formato de "anti-arco" voltado para fora.

O segundo aspecto peculiar é que, diferente de ondas comuns que se dispersam à medida que se propagam em círculos cada vez maiores e menos energéticos, as ondas magnetohidrodinâmicas se concentram em um ponto focal, no lado oposto do buraco coronal.

Entender as estruturas solares em 3D observando as imagens 2D pode ser confuso, já que não conhecemos nada parecido na Terra, mas o que observamos no vídeo é, na verdade, o buraco coronal executando o papel de focalizar as ondas magnetohidrodinâmicas em um ponto da superfície solar.

Pense nisso como o clássico experimento de focalizar os raios do Sol com uma lupa de aumento sobre uma folha de papel. Ao fazer isso, as ondas de luz se concentram em um único ponto, assim como a energia que elas transportam, provocando a queima do papel.

Isso foi confirmado quando os autores do estudo mediram um aumento da intensidade (amplitude) das ondas magnetohidrodinâmicas após serem focalizadas pelo buraco coronal. Do início ao fim do trajeto, houve um aumento de até seis vezes a intensidade inicial das ondas. Já a densidade do fluxo de energia aumentou por um fator de quase sete.

O artigo descrevendo as descobertas foi publicado na Nature Communications.

Fonte: Nature Communications, Phys.org

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