{"id":3760,"date":"2020-12-18T06:15:34","date_gmt":"2020-12-18T06:15:34","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=3760"},"modified":"2020-12-18T06:15:36","modified_gmt":"2020-12-18T06:15:36","slug":"solar-orbiter-transformar-imagens-em-fisica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2020\/12\/18\/solar-orbiter-transformar-imagens-em-fisica\/","title":{"rendered":"Solar Orbiter: transformar imagens em f\u00edsica"},"content":{"rendered":"\n

Os resultados mais recentes da Solar Orbiter mostram que a miss\u00e3o est\u00e1 a fazer as primeiras liga\u00e7\u00f5es diretas entre os eventos na superf\u00edcie solar e o que est\u00e1 a acontecer no espa\u00e7o interplanet\u00e1rio ao redor da aeronave. Tamb\u00e9m nos est\u00e1 a dar novas perspetivas sobre “fogueiras” solares, clima espacial e cometas em desintegra\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

“N\u00e3o poderia estar mais satisfeito com o desempenho da Solar Orbiter e as v\u00e1rias equipas que a mant\u00eam e aos seus instrumentos em opera\u00e7\u00e3o,” disse Daniel M\u00fcller, cientista do projeto Solar Orbiter da ESA.<\/p>\n\n\n\n

“Este ano tem sido um verdadeiro esfor\u00e7o da equipa em circunst\u00e2ncias dif\u00edceis e agora estamos a come\u00e7ar a ver estes esfor\u00e7os realmente a valer a pena.”<\/p>\n\n\n\n

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Imagem do Sol pela Solar Orbiter, parte de uma anima\u00e7\u00e3o composta por exposi\u00e7\u00f5es capturadas entre 17 e 21 de junho de 2020.
Cr\u00e9dito: Solar Orbiter\/Equipa EUI\/ESA & NASA; CSL, IAS, MPS, PMOD\/WRC, ROB, UCL\/MSSL, LFO\/IO; Imperial College<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Os dez instrumentos cient\u00edficos da Solar Orbiter est\u00e3o divididos em dois grupos. Existem seis telesc\u00f3pios de sensoriamento remoto e quatro instrumentos in situ<\/em>. Os instrumentos de sensoriamento remoto olham para o Sol e para a sua extensa atmosfera, a coroa. Os instrumentos in situ<\/em> medem as part\u00edculas ao redor da aeronave que foram libertadas pelo Sol e s\u00e3o conhecidas como vento solar, juntamente com os seus campos magn\u00e9ticos e el\u00e9tricos. Rastrear a origem dessas part\u00edculas e campos de volta \u00e0 superf\u00edcie solar \u00e9 um dos objetivos principais da Solar Orbiter.<\/p>\n\n\n\n

Durante a primeira passagem da Solar Orbiter perto do Sol, que ocorreu a 15 de junho em que a aeronave se aproximou a 77 milh\u00f5es de quil\u00f3metros, tanto o sensoriamento remoto quanto os instrumentos in situ<\/em> estavam a registar dados.<\/p>\n\n\n\n

Pegadas do vento solar<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Os dados da Solar Orbiter tornaram poss\u00edvel calcular a regi\u00e3o de origem do vento solar que atinge a aeronave e identificar essa “pegada” nas imagens de sensoriamento remoto. Num exemplo estudado em junho de 2020, a pegada \u00e9 vista na borda de uma regi\u00e3o denominada “buraco coronal”, onde o campo magn\u00e9tico do Sol alcan\u00e7a o espa\u00e7o, permitindo que o vento solar flua.<\/p>\n\n\n\n

Embora o trabalho seja preliminar, ainda est\u00e1 al\u00e9m de tudo o que foi poss\u00edvel at\u00e9 agora.<\/p>\n\n\n\n

“Nunca antes fomos capazes de mapear com esta precis\u00e3o,” disse Tim Horbury, Imperial College, Londres, e presidente do Solar Orbiter In-Situ Working Group.<\/p>\n\n\n\n

F\u00edsica das fogueiras<\/strong><\/p>\n\n\n\n

A Solar Orbiter tamb\u00e9m tem novas informa\u00e7\u00f5es sobre as “fogueiras” do Sol que chamaram a aten\u00e7\u00e3o do mundo no in\u00edcio deste ano.<\/p>\n\n\n\n

As primeiras imagens da miss\u00e3o mostraram uma infinidade do que parecia ser min\u00fasculas erup\u00e7\u00f5es solares a explodir na superf\u00edcie do Sol. Os cientistas chamaram-nas de fogueiras porque a energia exata associada a esses eventos ainda n\u00e3o \u00e9 conhecida. Sem a energia, ainda n\u00e3o est\u00e1 claro se s\u00e3o o mesmo fen\u00f3meno que outros eventos eruptivos de menor escala que foram observados por outras miss\u00f5es. O que torna tudo t\u00e3o tentador \u00e9 que h\u00e1 muito se pensa que “nano-chamas” de pequena escala existem no Sol, mas nunca antes tivemos os meios de observar eventos t\u00e3o pequenos.<\/p>\n\n\n\n

“As fogueiras podem ser as nano-chamas que buscamos com a Solar Orbiter,” diz Fr\u00e9d\u00e9ric Auch\u00e8re, Institut d\u2019Astrophysique Spatiale, Orsay, Fran\u00e7a, e presidente do Solar Orbiter Remote-Sensing Working Group.<\/p>\n\n\n\n

Isto \u00e9 importante porque teoriza-se que as nano-chamas s\u00e3o respons\u00e1veis pelo aquecimento da coroa, a atmosfera externa do sol. O fato de que a coroa est\u00e1 a cerca de um milh\u00e3o de graus Celsius, enquanto a superf\u00edcie tem apenas cerca de 5000 graus, ainda \u00e9 uma das quest\u00f5es mais intrigantes na f\u00edsica solar hoje. Investigar este mist\u00e9rio \u00e9 um dos principais objetivos cient\u00edficos da Solar Orbiter.<\/p>\n\n\n\n

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Imagem de alta-resolu\u00e7\u00e3o pelo EUI (Extreme Ultraviolet Imager) a bordo da sonda Solar Orbiter da ESA, obtida com o telesc\u00f3pio HRIEUV<\/sub>\u00a0no dia 30 de maio de 2020. O c\u00edrculo no canto inferior esquerdo indica o tamanho da Terra para escala. A seta aponta para uma das caracter\u00edsticas da superf\u00edcie solar, chamadas “fogueiras” e reveladas pela primeira vez por estas imagens.
No dia 30 de maio, a Solar Orbiter estava mais ou menos a meio do caminho entre a Terra e o Sol, o que significa que estava mais perto do Sol do que qualquer outro telesc\u00f3pio solar at\u00e9 \u00e0 data.
Cr\u00e9dito: Solar Orbiter\/Equipa EUI\/ESA & NASA; CSL, IAS, MPS, PMOD\/WRC, ROB, UCL\/MSSL<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Para explorar a ideia, os investigadores t\u00eam analisado dados pelo instrumento SPICE (Spectral Imaging of the Coronal Environment) da Solar Orbiter. O SPICE est\u00e1 projetado para revelar a velocidade do g\u00e1s na superf\u00edcie solar. Este mostrou que realmente existem eventos de pequena escala nos quais o g\u00e1s se est\u00e1 a mover com uma velocidade significativa, mas ainda n\u00e3o foi feita a pesquisa por uma correla\u00e7\u00e3o com as fogueiras.<\/p>\n\n\n\n

“Neste momento, s\u00f3 temos os dados de comissionamento, obtidos quando as equipas ainda estavam a aprender o comportamento dos seus instrumentos no espa\u00e7o, e os resultados s\u00e3o muito preliminares. Mas, claramente, vemos coisas muito interessantes,” diz Fr\u00e9d\u00e9ric. “A Solar Orbiter tem tudo a ver com descoberta e isso \u00e9 muito emocionante.”<\/p>\n\n\n\n

Surfar na cauda de um cometa<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Assim como o progresso em dire\u00e7\u00e3o aos objetivos cient\u00edficos planeados da Solar Orbiter, tamb\u00e9m houve ci\u00eancia acidental da aeronave.<\/p>\n\n\n\n

Logo ap\u00f3s a Solar Orbiter ser lan\u00e7ada, foi notado que voaria abaixo do Cometa ATLAS, passando pelas suas duas caudas. Embora a Solar Orbiter n\u00e3o tenha sido projetada para tal encontro, e n\u00e3o devesse estar a obter dados cient\u00edficos nesse momento, os especialistas da miss\u00e3o trabalharam para garantir que todos os instrumentos in situ<\/em> registassem o encontro \u00fanico.<\/p>\n\n\n\n

Mas a Natureza tinha mais uma carta a jogar: o cometa desintegrou-se antes que a aeronave se aproximasse. Portanto, em vez dos esperados sinais fortes vindos das caudas, era perfeitamente poss\u00edvel que a aeronave n\u00e3o visse absolutamente nada.<\/p>\n\n\n\n

Esse n\u00e3o foi o caso. A Solar Orbiter viu assinaturas nos dados do cometa ATLAS, mas n\u00e3o o tipo de coisa que os cientistas normalmente esperariam. Em vez de um cruzamento de cauda forte e \u00fanico, a aeronave detetou v\u00e1rios epis\u00f3dios de ondas nos dados magn\u00e9ticos. Tamb\u00e9m detetou poeira em fragmentos. Provavelmente, foram libertados do interior do cometa, pois este dividiu-se em v\u00e1rios peda\u00e7os pequenos.<\/p>\n\n\n\n

“Esta \u00e9 a primeira vez que viajamos essencialmente atrav\u00e9s da cauda de um cometa que se est\u00e1 a desintegrar,” diz Tim. “H\u00e1 muitos dados realmente interessantes, e \u00e9 outro exemplo do tipo de ci\u00eancia fortuita de alta qualidade que podemos fazer com a Solar Orbiter.”<\/p>\n\n\n\n

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O EPD (Energetic Particle Detector) da Solar Orbiter foi ligado e tem vindo a recolher dados desde mar\u00e7o de 2020. Recolheu agora dados correspondentes a uma \u00f3rbita inteira.
O EDP mede as part\u00edculas energ\u00e9ticas que passam pela sonda. Olhe para a sua composi\u00e7\u00e3o e varia\u00e7\u00e3o ao longo do tempo. Os dados v\u00e3o ajudar os cientistas a investigar as fontes, mecanismos de acelera\u00e7\u00e3o e processos de transporte destas part\u00edculas.
O diagrama mostra o fluxo de part\u00edculas capturadas pela nave durante a sua primeira \u00f3rbita (os primeiros dados n\u00e3o est\u00e3o inclu\u00eddos para evitar a sobreposi\u00e7\u00e3o no diagrama). O fluxo \u00e9 calculado a partir do ritmo a que as part\u00edculas energ\u00e9ticas entram no instrumento e representa eventos do clima espacial no vento solar. Os picos indicam os fluxos de eletr\u00f5es (vistos aqui como picos que apontam para o Sol nesta representa\u00e7\u00e3o) e i\u00f5es (picos que apontam para longe do Sol), a uma escala logar\u00edtmica.
O vento solar \u00e9 a corrente constante de part\u00edculas libertadas pelo Sol. Eventos energ\u00e9ticos como proemin\u00eancias solares e eje\u00e7\u00f5es de massa coronal podem acelerar e expelir grandes quantidades de part\u00edculas altamente energ\u00e9ticas. Embora o Sol tenha permanecido relativamente inativo este ano, ainda houveram v\u00e1rios eventos do clima espacial que aumentaram dramaticamente o n\u00famero de part\u00edculas energ\u00e9ticas que passavam pela Solar Orbiter.
Embora este gr\u00e1fico tenha dados do ED, os outros tr\u00eas instrumentos\u00a0in situ<\/em>\u00a0da Solar Orbiter tamb\u00e9m est\u00e3o constru\u00eddos para estudar estes eventos com detalhes sem precedentes. Os outros instrumentos s\u00e3o o MAG (Magnetometer), o RPW (Radio and Plasma Waves) e o SWA (Solar Wind Plasma Analyser).
Ao levar estes instrumentos topo-de-gama perto do Sol, a Solar Orbiter \u00e9 capaz de usar estes grandes fluxos de dados para capturar detalhes com mais fidelidade que nunca. No caso do EPD, os investigadores j\u00e1 est\u00e3o a ver varia\u00e7\u00f5es r\u00e1pidas no n\u00famero de part\u00edculas associadas com mudan\u00e7as no campo magn\u00e9tico, tal como observado pelo MAG.
Isto est\u00e1 a revelar estruturas a pequena escala e novas intera\u00e7\u00f5es f\u00edsicas no vento solar que nunca haviam sido vistas antes.
Cr\u00e9dito: Solar Orbiter\/EPD (ESA & NASA)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Clima espacial furtivo<\/strong><\/p>\n\n\n\n

A Solar Orbiter tem vindo a medir o vento solar durante grande parte do seu tempo no espa\u00e7o, registando uma s\u00e9rie de eje\u00e7\u00f5es de part\u00edculas do sol. Depois, a 19 de abril, uma eje\u00e7\u00e3o de massa coronal particularmente interessante varreu a Solar Orbiter.<\/p>\n\n\n\n

Uma eje\u00e7\u00e3o de massa coronal, ou EMC, \u00e9 um grande evento clim\u00e1tico espacial, no qual milhares de milh\u00f5es de toneladas de part\u00edculas podem ser ejetadas da atmosfera externa do Sol. Durante esta EMC espec\u00edfica, que irrompeu do Sol a 14 de abril, a Solar Orbiter estava a cerca de vinte por cento do caminho da Terra ao Sol.<\/p>\n\n\n\n

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Alguns meses ap\u00f3s o lan\u00e7amento em fevereiro da Solar Orbiter, esta mediu os efeitos de uma eje\u00e7\u00e3o de massa coronal (EMC) oriunda do Sol. Medi\u00e7\u00f5es semelhantes de outras naves da ESA e da NASA permitiram o acompanhamento da EMC durante a sua passagem de cinco dias do Sol \u00e0 Terra.
Uma EMC \u00e9 uma enorme erup\u00e7\u00e3o de part\u00edculas da atmosfera solar, a coroa, e viaja atrav\u00e9s do Sistema Solar. As EMCs s\u00e3o uma parte importante do “clima espacial”. As part\u00edculas desencadeiam auroras em planetas com atmosferas, e podem provocar avarias em v\u00e1rias tecnologias. Tamb\u00e9m podem ser perigosas para astronautas desprotegidos. De modo que \u00e9 importante compreender as EMCs e ser capaz de seguir o seu progresso.
A EMC que a Solar Orbiter detetou no dia 19 de abril n\u00e3o foi particularmente grande ou poderosa. A SOHO da ESA, que observa EMCs que se deslocam para a Terra , praticamente n\u00e3o registou a erup\u00e7\u00e3o. No entanto, os seus efeitos foram medidos pela Solar Orbiter e mais tarde pela BepiColombo.
Tamb\u00e9m foi observada pela STEREO-A da NASA, situada a cerca de 90\u00ba para l\u00e1 da linha direta Sol-Terra, e a observar diretamente para uma \u00e1rea do espa\u00e7o por onde a EMC viajou.
A EMC entrou em erup\u00e7\u00e3o no dia 14 de abril \u00e0s 21:54 GMT. Passou a Solar Orbiter, que estava a dirigir-se na dire\u00e7\u00e3o da Terra, mais perto de V\u00e9nus, \u00e0s 05:07 de dia 19 de abril. A BepiColombo, que estava mais perto da Terra, detetou a EMC \u00e0s 07:00 GMT do mesmo dia, e finalmente passou pela Terra \u00e0s 02:30 GMT de dia 20 de abril.
Com esta quantidade de dados, os investigadores podem tra\u00e7ar o movimento e evolu\u00e7\u00e3o da EMC pelo tempo e pelo espa\u00e7o. Representa um exemplo de “ci\u00eancia multiponto”, que tornar-se-\u00e1 no futuro uma caracter\u00edstica da Solar Orbiter \u00e0 medida que os cientistas correlacionam as suas medi\u00e7\u00f5es com dados de outras naves espaciais no Sistema Solar interior.
Cr\u00e9dito: ESA<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

A Solar Orbiter n\u00e3o foi a \u00fanica aeronave que observou este evento. A miss\u00e3o BepiColombo Mercury da ESA estava, por acaso, a voar pela Terra na altura. Havia tamb\u00e9m uma aeronave solar da NASA, chamada STEREO, situada a cerca de noventa graus de dist\u00e2ncia da linha direta Sol-Terra, e a olhar diretamente para a \u00e1rea do espa\u00e7o que a EMC viajou. Observou o impacto da EMC na Solar Orbiter e, em seguida, na BepiColombo e na Terra. A combina\u00e7\u00e3o das medi\u00e7\u00f5es de todas as diferentes aeronaves permitiu aos investigadores realmente estudar a maneira como a eje\u00e7\u00e3o de massa coronal evoluiu ao viajar pelo espa\u00e7o.<\/p>\n\n\n\n

Isto \u00e9 conhecido como ci\u00eancia multiponto e, gra\u00e7as ao n\u00famero de aeronaves agora no sistema solar interno, tornar-se-\u00e1 uma ferramenta cada vez mais poderosa na nossa busca para compreender o vento solar e o clima espacial.<\/p>\n\n\n\n

“Podemos olhar para ele remotamente, podemos medi-lo in situ<\/em> e podemos ver como uma EMC muda conforme se desloca em dire\u00e7\u00e3o \u00e0 Terra,” diz Tim.<\/p>\n\n\n\n

Talvez t\u00e3o intrigantes quanto a aeronave que observou o evento, foram aquelas que n\u00e3o o fizeram. A aeronave SOHO da ESA-NASA, que est\u00e1 situada em frente \u00e0 Terra e constantemente a observar o Sol em busca de erup\u00e7\u00f5es como esta, mal a registou. Isto coloca o evento de 19 de abril numa classe rara de eventos clim\u00e1ticos espaciais, denominada EMC fortuita. O estudo destes eventos mais elusivos ajudar-nos-\u00e1 a entender o clima espacial de maneira mais completa.<\/p>\n\n\n\n

Nos pr\u00f3ximos anos, as oportunidades para a ci\u00eancia multiponto aumentar\u00e3o. No dia 27 de dezembro, a Solar Orbiter completar\u00e1 o seu primeiro sobrevoo em V\u00e9nus. Este evento usar\u00e1 a gravidade do planeta para mover a aeronave para mais perto do Sol, colocando a Solar Orbiter numa posi\u00e7\u00e3o ainda melhor para medi\u00e7\u00f5es conjuntas com a Parker Solar Probe da NASA, que tamb\u00e9m completar\u00e1 dois sobrevoos a V\u00e9nus em 2021.<\/p>\n\n\n\n

Enquanto a Parker Solar Probe faz medi\u00e7\u00f5es in situ<\/em> de dentro da atmosfera solar, a Solar Orbiter obter\u00e1 imagens da mesma regi\u00e3o. Juntas, as duas aeronaves fornecer\u00e3o os detalhes e uma perspetiva mais alargada.<\/p>\n\n\n\n

“2021 ser\u00e1 um momento emocionante para a Solar Orbiter”, disse Teresa Nieves-Chinchilla, cientista do Projeto Solar Orbiter da NASA. “At\u00e9 ao final do ano, todos os instrumentos estar\u00e3o a trabalhar juntos em pleno modo de ci\u00eancia, e estaremos a preparar-nos para chegar ainda mais perto do Sol.”<\/p>\n\n\n\n

Em 2022, a Solar Orbiter estar\u00e1 quase a 48 milh\u00f5es de quil\u00f3metros da superf\u00edcie do Sol, mais de 20 milh\u00f5es de quil\u00f3metros mais perto do que em 2021.<\/p>\n\n\n\n

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