{"id":4700,"date":"2021-12-17T07:29:37","date_gmt":"2021-12-17T06:29:37","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=4700"},"modified":"2021-12-17T07:29:48","modified_gmt":"2021-12-17T06:29:48","slug":"parker-solar-probe-toca-o-sol","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2021\/12\/17\/parker-solar-probe-toca-o-sol\/","title":{"rendered":"Parker Solar Probe “toca” o Sol"},"content":{"rendered":"\n

Pela primeira vez na hist\u00f3ria, uma nave espacial tocou o Sol. A Parker Solar Probe da NASA voou atrav\u00e9s da atmosfera superior do Sol – a coroa – e a\u00ed estudou as part\u00edculas e os campos magn\u00e9ticos.<\/p>\n\n\n\n

O novo marco assinala um passo importante para a Parker Solar Probe e um salto gigantesco para a ci\u00eancia solar. Tal como a aterragem na Lua permitiu aos cientistas compreender como foi formada, tocar nas mesmas coisas de que o Sol \u00e9 feito ajudar\u00e1 os cientistas a descobrir informa\u00e7\u00f5es cr\u00edticas sobre a nossa estrela mais pr\u00f3xima e a sua influ\u00eancia sobre o Sistema Solar.<\/p>\n\n\n\n

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Impress\u00e3o de artista da Parker Solar Probe a “tocar o Sol”.
Cr\u00e9dito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA\/Joy Ng<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

“A Parker Solar Probe ‘tocar o Sol’ \u00e9 um momento monumental para a ci\u00eancia solar e um feito verdadeiramente not\u00e1vel,” disse Thomas Zurbuchen, administrador associado do Diretorado de Miss\u00f5es Cient\u00edficas na sede da NASA em Washington. “Este marco n\u00e3o s\u00f3 nos fornece uma vis\u00e3o mais profunda da evolu\u00e7\u00e3o do nosso Sol e do seu impacto no nosso Sistema Solar, mas tudo o que aprendermos sobre a nossa pr\u00f3pria estrela tamb\u00e9m nos ensina mais sobre as estrelas no resto do Universo.”<\/p>\n\n\n\n

\u00c0 medida que passa cada vez mais perto da superf\u00edcie solar, a Parker est\u00e1 a fazer novas descobertas que outras naves espaciais estavam demasiado longe para ver, incluindo de dentro do vento solar – o fluxo de part\u00edculas do Sol que nos podem influenciar na Terra. Em 2019, a Parker descobriu que as estruturas magn\u00e9ticas em ziguezague no vento solar, chamadas “switchbacks”, s\u00e3o abundantes perto do Sol. Mas como e onde elas se formam permanecia um mist\u00e9rio. Reduzindo para metade a dist\u00e2ncia ao Sol desde ent\u00e3o, a Parker Solar Probe passou agora suficientemente perto para identificar um local de origem: a superf\u00edcie solar.<\/p>\n\n\n\n

A primeira passagem atrav\u00e9s da coroa – e a promessa de mais “flybys” por vir – continuar\u00e1 a fornecer dados sobre fen\u00f3menos que s\u00e3o imposs\u00edveis de estudar de longe.<\/p>\n\n\n\n

“Voando t\u00e3o perto do Sol, a Parker Solar Probe sente agora condi\u00e7\u00f5es na camada magneticamente dominada da atmosfera solar – a coroa – que nunca pudemos sentir antes”, disse Nour Raouafi, cientista do projeto Parker no Laborat\u00f3rio de F\u00edsica Aplicada Johns Hopkins em Laurel, no estado norte-americano de Maryland. “Vemos evid\u00eancias de estar na coroa nos dados do campo magn\u00e9tico, dados do vento solar e visualmente em imagens”. Na verdade, podemos ver a nave a voar atrav\u00e9s de estruturas coronais que podem ser observadas durante um eclipse solar total.”<\/p>\n\n\n\n

Mais perto do que nunca<\/strong><\/p>\n\n\n\n

A Parker Solar Probe foi lan\u00e7ada em 2018 para explorar os mist\u00e9rios do Sol, viajando mais perto do que qualquer outra nave espacial. Tr\u00eas anos ap\u00f3s o lan\u00e7amento e d\u00e9cadas ap\u00f3s a primeira conce\u00e7\u00e3o, a Parker chegou finalmente.<\/p>\n\n\n\n

Ao contr\u00e1rio da Terra, o Sol n\u00e3o tem uma superf\u00edcie s\u00f3lida. Mas tem uma atmosfera superaquecida, feita de material solar ligado ao Sol pela gravidade e pelas for\u00e7as magn\u00e9ticas. \u00c0 medida que o calor crescente e a press\u00e3o empurram esse material para longe do Sol, atinge um ponto em que a gravidade e os campos magn\u00e9ticos s\u00e3o demasiado fracos para a conter.<\/p>\n\n\n\n

Esse ponto, conhecido como superf\u00edcie cr\u00edtica de Alfv\u00e9n, marca o fim da atmosfera solar e o in\u00edcio do vento solar. O material solar com a energia para o fazer atravessar esse limite torna-se o vento solar, que arrasta o campo magn\u00e9tico do Sol com ele \u00e0 medida que atravessa o Sistema Solar, para a Terra e al\u00e9m dela. Mais importante, para l\u00e1 da superf\u00edcie cr\u00edtica de Alfv\u00e9n, o vento solar move-se t\u00e3o rapidamente que as ondas dentro do vento nunca podem viajar suficientemente depressa para regressar ao Sol – cortando a sua liga\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

At\u00e9 agora, os investigadores n\u00e3o sabiam exatamente onde se encontrava a superf\u00edcie cr\u00edtica de Alfv\u00e9n. Com base em imagens remotas da coroa, as estimativas tinham-na colocado entre 10 a 20 raios solares da superf\u00edcie do Sol – 6,9 a 13,8 milh\u00f5es de quil\u00f3metros. A trajet\u00f3ria em espiral da Parker aproxima-a lentamente do Sol e durante as \u00faltimas passagens, a nave espacial estava consistentemente abaixo dos 20 raios solares (91% da dist\u00e2ncia da Terra ao Sol), colocando-a na posi\u00e7\u00e3o de cruzar a fronteira – caso as estimativas estivessem corretas.<\/p>\n\n\n\n

No dia 28 de abril de 2021, durante o seu oitavo “flyby” do Sol, a Parker Solar Probe encontrou as condi\u00e7\u00f5es magn\u00e9ticas e de part\u00edculas espec\u00edficas a 18,8 raios solares (cerca de 13 milh\u00f5es de quil\u00f3metros) acima da superf\u00edcie solar que disseram aos cientistas que tinha atravessado a superf\u00edcie cr\u00edtica de Alfv\u00e9n pela primeira vez e finalmente entrado na atmosfera solar.<\/p>\n\n\n\n

“Esper\u00e1vamos plenamente que, mais cedo ou mais tarde, encontr\u00e1ssemos a coroa durante pelo menos um curto per\u00edodo de tempo”, disse Justin Kasper, autor principal de um novo artigo sobre este marco, publicado na revista Physical Review Letters, e vice-chefe de tecnologia da BWX Technologies, Inc. e professor da Universidade de Michigan. “Mas \u00e9 muito emocionante que j\u00e1 a tenhamos alcan\u00e7ado.”<\/p>\n\n\n\n

No olho da tempestade<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Durante o “flyby”, a Parker Solar Probe passou v\u00e1rias vezes para dentro e para fora da coroa. Isto prova o que alguns tinham previsto – que a superf\u00edcie cr\u00edtica de Alfv\u00e9n n\u00e3o tem a forma de uma bola lisa. Pelo contr\u00e1rio, tem espig\u00f5es e vales que enrugam a superf\u00edcie. Descobrir onde estas sali\u00eancias se alinham com a atividade solar vinda da superf\u00edcie pode ajudar os cientistas a aprender como os eventos no Sol afetam a atmosfera e o vento solar.<\/p>\n\n\n\n

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Quando a Parker Solar Probe passou pela coroa no seu nono encontro, a nave espacial voou por estruturas denominadas “serpentinas coronais”. Estas estruturas podem ser vistas como caracter\u00edsticas brilhantes movendo-se para cima nas imagens superiores e inclinadas para baixo nas imagens de baixo. Tal vis\u00e3o s\u00f3 \u00e9 poss\u00edvel porque a nave voou acima e abaixo das serpentinas dentro da coroa. At\u00e9 agora, as serpentinas s\u00f3 tinham sido vistas de longe. S\u00e3o vis\u00edveis da Terra durante os eclipses solares totais.
Cr\u00e9dito: NASA\/APL John Hopkins\/Laborat\u00f3rio de Pesquisa Naval<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

A certa altura, \u00e0 medida que a Parker Solar Probe mergulhava para pouco menos de 15 raios solares (cerca de 10,5 milh\u00f5es de quil\u00f3metros) da superf\u00edcie do Sol, transitou uma caracter\u00edstica na coroa chamada “pseudostreamer”. Os “pseudostreamers” s\u00e3o estruturas massivas que se elevam acima da superf\u00edcie do Sol e que podem ser vistas da Terra durante os eclipses solares.<\/p>\n\n\n\n

Passar pelo “pseudostreamer” foi como voar pelo olho de uma tempestade. Dentro do “pseudostreamer”, as condi\u00e7\u00f5es acalmaram, as part\u00edculas abrandaram e o n\u00famero de “switchbacks” caiu – uma mudan\u00e7a dram\u00e1tica da barragem incessante de part\u00edculas que a nave normalmente encontra no vento solar.<\/p>\n\n\n\n

Pela primeira vez, a sonda encontrou-se numa regi\u00e3o onde os campos magn\u00e9ticos eram suficientemente fortes para dominar o movimento das part\u00edculas. Estas condi\u00e7\u00f5es foram a prova definitiva de que a nave tinha atravessado a superf\u00edcie cr\u00edtica de Alfv\u00e9n e entrado na atmosfera solar onde os campos magn\u00e9ticos moldam o movimento de tudo na regi\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

A primeira passagem atrav\u00e9s da coroa, que durou apenas algumas horas, \u00e9 uma das muitas planeadas para a miss\u00e3o. A Parker continuar\u00e1 a espiralar para cada vez mais perto do Sol, eventualmente alcan\u00e7ando 8,6 raios solares (6,16 milh\u00f5es de quil\u00f3metros) da superf\u00edcie. Os pr\u00f3ximos “flybys”, o seguinte do qual acontecer\u00e1 em janeiro de 2022, provavelmente trar\u00e1 novamente a Parker Solar Probe atrav\u00e9s da coroa.<\/p>\n\n\n\n

“Estou entusiasmado por ver o que a Parker encontra ao passar repetidamente pela coroa nos pr\u00f3ximos anos”, disse Nicola Fox, diretor da Divis\u00e3o de Heliof\u00edsica na sede da NASA. “A oportunidade para novas descobertas \u00e9 ilimitada.”<\/p>\n\n\n\n

A dimens\u00e3o da coroa \u00e9 tamb\u00e9m impulsionada pela atividade solar. \u00c0 medida que o ciclo de 11 anos da atividade solar – o ciclo solar – ganha for\u00e7a, a orla exterior da coroa ir\u00e1 expandir-se, dando \u00e0 Parker Solar Probe uma maior probabilidade de estar dentro da coroa por per\u00edodos de tempo mais longos.<\/p>\n\n\n\n

“\u00c9 uma regi\u00e3o realmente importante onde entrar porque pensamos que todos os tipos de f\u00edsica podem ‘ligar-se'”, disse Kasper. “E agora estamos a entrar nessa regi\u00e3o e esperamos come\u00e7ar a ver alguma desta f\u00edsica e alguns destes comportamentos.”<\/p>\n\n\n\n

Focando-se na origem das “switchbacks”<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Mesmo antes das primeiras viagens atrav\u00e9s da coroa, alguma f\u00edsica surpreendente j\u00e1 estava a emergir. Em recentes encontros solares, a Parker Solar Probe recolheu dados que indicavam a origem das estruturas em forma de ziguezague no vento solar, chamadas “switchbacks”. Os dados mostraram que um ponto de origem das “switchbacks” est\u00e1 na superf\u00edcie vis\u00edvel do Sol – a fotosfera.<\/p>\n\n\n\n

Quando chega \u00e0 Terra, a 150 milh\u00f5es de quil\u00f3metros de dist\u00e2ncia, o vento solar \u00e9 um vento de proa implac\u00e1vel de part\u00edculas e campos magn\u00e9ticos. Mas \u00e0 medida que escapa ao Sol, o vento solar \u00e9 estruturado e desigual. Em meados da d\u00e9cada de 1990, a sonda Ulysses da NASA-ESA passou pelos polos do Sol e descobriu um punhado de “dobras” em forma de S nas linhas do campo magn\u00e9tico do vento solar, que desviaram as part\u00edculas carregadas num percurso em ziguezague ao escaparem do Sol. Durante d\u00e9cadas, os cientistas pensaram que estas “switchbacks” ocasionais eram excentricidades confinadas \u00e0s regi\u00f5es polares do Sol.<\/p>\n\n\n\n

Em 2019, a 34 raios solares do Sol, a Parker descobriu que as “switchbacks” n\u00e3o eram raras, mas comuns no vento solar. Isto renovou o interesse pelas caracter\u00edsticas e levantou novas quest\u00f5es: de onde vinham? Eram forjadas na superf\u00edcie do Sol, ou moldadas por algum processo que torce os campos magn\u00e9ticos na atmosfera solar?<\/p>\n\n\n\n

As novas descobertas, publicadas na revista The Astrophysical Journal, confirmam finalmente que um ponto de origem est\u00e1 pr\u00f3ximo da superf\u00edcie solar.<\/p>\n\n\n\n

As pistas vieram quando a Parker orbitou mais perto do Sol na sua sexta passagem rasante, a menos de 25 raios solares. Os dados mostraram que as “switchbacks” ocorrem em zonas e t\u00eam uma maior percentagem de h\u00e9lio – conhecido por vir da fotosfera – do que de outros elementos. As origens das “switchbacks” foram ainda mais detalhadas quando os cientistas encontraram as zonas alinhadas com funis magn\u00e9ticos que emergem da fotosfera entre estruturas de c\u00e9lulas de convec\u00e7\u00e3o chamadas supergr\u00e2nulos.<\/p>\n\n\n\n

Para al\u00e9m de serem o local de nascimento das “switchbacks”, os cientistas pensam que os funis magn\u00e9ticos podem estar na origem de um componente do vento solar. O vento solar vem em duas variedades diferentes – r\u00e1pido e lento – e os funis podem ser de onde prov\u00eam algumas part\u00edculas do vento solar r\u00e1pido.<\/p>\n\n\n\n

“A estrutura das regi\u00f5es com ‘switchbacks’ coincide com uma pequena estrutura de funil magn\u00e9tico na base da coroa,” disse Stuart Bale, professor na Universidade da Calif\u00f3rnia, em Berkeley, autor principal do novo artigo sobre as “switchbacks”. “Isto \u00e9 o que esperamos de algumas teorias, e isto aponta uma fonte para o pr\u00f3prio vento solar.”<\/p>\n\n\n\n

Compreender onde e como emergem os componentes do vento solar r\u00e1pido, e se est\u00e3o ligados \u00e0s “switchbacks”, poderia ajudar os cientistas a responder a um mist\u00e9rio solar antigo: como a coroa \u00e9 aquecida a milh\u00f5es de graus, muito mais quente do que a superf\u00edcie solar abaixo.<\/p>\n\n\n\n

Embora as novas descobertas localizem a origem das “switchbacks”, os cientistas ainda n\u00e3o podem confirmar como s\u00e3o formadas. Uma teoria sugere que podem ser criadas por ondas de plasma que rolam atrav\u00e9s da regi\u00e3o como ondas oce\u00e2nicas perto da costa. Outra afirma que s\u00e3o feitas por um processo explosivo conhecido como reconex\u00e3o magn\u00e9tica, que se pensa ocorrer nas fronteiras onde os funis magn\u00e9ticos se juntam.<\/p>\n\n\n\n

“O meu instinto diz-me que, \u00e0 medida que aprofundamos a miss\u00e3o e descemos cada vez mais perto do Sol, vamos aprender mais sobre a forma como os funis magn\u00e9ticos est\u00e3o ligados \u00e0s ‘switchbacks’,” disse Bale. “E esperamos resolver a quest\u00e3o de qual o processo que as forma.”<\/p>\n\n\n\n

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\u00c0 medida que a Parker Solar Probe se aventura mais perto do Sol, est\u00e1 a atravessar para regimes desconhecidos e a fazer novas descobertas. Esta imagem representa as dist\u00e2ncias da Parker Solar Probe em rela\u00e7\u00e3o ao Sol para alguns destes marcos e descobertas.
Cr\u00e9dito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA\/Mary P. Hrybyk-Keith<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Agora que os investigadores sabem o que procurar, as passagens mais pr\u00f3ximas da Parker podem revelar ainda mais pistas sobre as trocas de energia e outros fen\u00f3menos solares. Os dados que est\u00e3o por vir v\u00e3o permitir aos cientistas vislumbrar uma regi\u00e3o que \u00e9 cr\u00edtica para superaquecer a coroa e para empurrar o vento solar a velocidades supers\u00f3nicas. Tais medi\u00e7\u00f5es da coroa ser\u00e3o cr\u00edticas para a compreens\u00e3o de eventos meteorol\u00f3gicos espaciais extremos que podem perturbar as telecomunica\u00e7\u00f5es e danificar os sat\u00e9lites em torno da Terra.<\/p>\n\n\n\n

“\u00c9 realmente emocionante ver as nossas tecnologias avan\u00e7adas conseguirem levar a Parker Solar Probe mais perto do Sol que nunca, e ser capaz de devolver ci\u00eancia t\u00e3o incr\u00edvel,” disse Joseph Smith, executivo do programa Parker na sede da NASA. “Estamos ansiosos por ver o que mais a miss\u00e3o descobre \u00e0 medida que se aventura cada vez mais perto nos pr\u00f3ximos anos.”<\/p>\n\n\n\n

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