Missão solar captura imagens históricas do Sol; veja os registros de alta resolução

Novas imagens do Sol capturadas pela missão Solar Orbiter mostram os registros de mais alta resolução da superfície visível da nossa estrela já vistas, revelando manchas solares e gás carregado em movimento contínuo chamado plasma. Elas podem fornecer aos heliofísicos novas pistas para desvendar os segredos do astro.

Tiradas em 22 de março de 2023 e divulgadas nesta quarta-feira (20), as imagens mostram diferentes aspectos dinâmicos do Sol, incluindo os movimentos de seu campo magnético e o brilho da coroa solar ultraquente.

A espaçonave contou com dois de seus seis instrumentos de imagem, incluindo o Extreme Ultraviolet Imager, ou EUI, e o Polarimetric and Helioseismic Imager, ou PHI, para capturar as imagens a 74 milhões de quilômetros de distância.

A Solar Orbiter é uma missão conjunta entre a Agência Espacial Europeia e a Nasa lançada em fevereiro de 2020. Ela orbita o sol a uma distância média de 42 milhões de quilômetros.

Missões como o Solar Orbiter e a Parker Solar Probe da Nasa estão ajudando a responder perguntas importantes sobre o orbe dourado, como o que alimenta seu fluxo de partículas carregadas chamado vento solar e por que a coroa é muito mais quente do que a superfície do sol.

A Parker Solar Probe está pronta para fazer a aproximação histórica no final de dezembro, enquanto a Solar Orbiter está encarregada de tirar as imagens mais próximas da superfície do Sol. A trajetória de voo da Parker Solar Probe a levará muito perto do astro para carregar câmeras e telescópios, mas a Solar Orbiter é equipada com uma variedade de instrumentos para compartilhar suas observações únicas da estrela.

Além disso, a Solar Orbiter e a Parker Solar Probe estão estudando o Sol em distâncias próximas em um momento ideal — durante o pico de seu ciclo anual.

“O campo magnético do Sol é essencial para entender a natureza dinâmica da nossa estrela-mãe, das menores às maiores escalas”, disse Daniel Müller, cientista do projeto Solar Orbiter, em uma declaração.

“Esses novos mapas de alta resolução do instrumento PHI do Solar Orbiter mostram a beleza do campo magnético da superfície do Sol e flui em grande detalhe. Ao mesmo tempo, eles são cruciais para inferir o campo magnético na coroa quente do Sol, que nosso instrumento EUI está capturando.”

Retratos solares impressionantes

Juntas, as novas imagens mostram as camadas variadas e complexas do Sol. O Polarimetric and Helioseismic Imager tirou as vistas completas de mais alta resolução da superfície visível do Sol, ou fotosfera, até o momento. Quase toda a radiação do Sol se origina da fotosfera, com temperaturas escaldantes variando entre 4.500 e 6.000 graus Celsius.

Ondulando abaixo da camada da fotosfera está o plasma quente que se desloca na zona de convecção do sol, semelhante a como o magma quente se move dentro do manto da Terra.

O objetivo do instrumento PHI é mapear o brilho da fotosfera e medir a velocidade e a direção dos campos magnéticos do sol.

A imagem de luz visível da fotosfera mostra manchas solares, que se assemelham a buracos na superfície solar. Essas regiões escuras, algumas das quais podem atingir o tamanho da Terra ou maiores, são impulsionadas pelos campos magnéticos fortes e constantemente mutáveis do sol. As manchas, regiões onde o campo magnético do sol rompe a superfície, são mais frias do que seus arredores e emitem menos luz.

O instrumento PHI também permitiu que os cientistas fizessem um mapa magnético, ou magnetograma, que mostra as concentrações do campo magnético do Sol dentro de suas regiões de manchas solares.

Normalmente, a convecção ajuda a mover o calor de dentro do sol para a superfície solar, mas esse processo é interrompido quando partículas carregadas são forçadas a seguir as linhas do campo magnético que se aglomeram ao redor das manchas solares.

Os cientistas também mediram a velocidade e a direção do material na superfície do astro usando um mapa de velocidade, ou “tacograma”. As partes azuis indicam o movimento em direção ao Solar Orbiter, enquanto o vermelho mostra o que está se afastando da espaçonave.

O gás carregado na superfície do Sol geralmente se move em conjunto com a forma como a estrela gira em seu eixo, enquanto o plasma é realmente forçado para fora ao redor das manchas solares.

Enquanto isso, o Extreme Ultraviolet Imager observa a coroa do sol para ajudar a determinar por que ela é significativamente mais quente do que a fotosfera, atingindo 1 milhão de graus Celsius.

A imagem da coroa do EUI fornece um instantâneo do que ocorre acima da fotosfera, e o plasma quente e brilhante pode ser visto projetando-se das regiões das manchas solares. Dada a proximidade da Solar Orbiter com o sol, a espaçonave teve que ser girada após cada imagem para capturar cada parte da face do sol. Como resultado, cada imagem é o resultado de um mosaico de 25 imagens individuais.

Mark Miesch, cientista pesquisador do Centro de Previsão do Clima Espacial da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional, apreciou que tanto as características de grande escala, como o magnetismo solar, quanto as características de pequena escala na superfície podem ser vistas nas imagens. Miesch não estava envolvido com o lançamento da imagem.

“Quanto mais olhamos, mais vemos”, disse Miesch, que também é cientista pesquisador no Instituto Cooperativo de Pesquisa em Ciências Ambientais da Universidade do Colorado.

“Para entender a elaborada interação entre grande e pequeno; entre campos magnéticos retorcidos e fluxos agitados, precisamos contemplar o sol em todo o seu esplendor. Essas imagens de alta resolução do Solar Orbiter nos aproximam mais dessa aspiração do que nunca.”

Um tempo dinâmico para o Sol

Cientistas da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional (NOAA), Nasa e do Painel Internacional de Previsão do Ciclo Solar anunciaram em outubro que o Sol atingiu o máximo solar – pico de atividade dentro de seu ciclo de 11 anos, quando os polos magnéticos do sol invertem, fazendo com que o Sol passe de calmo para ativo.

Especialistas rastreiam o aumento da atividade solar contando quantas manchas solares aparecem na superfície da estrela. Espera-se que o Sol permaneça ativo pelo próximo ano ou mais.

“Este anúncio não significa que este é o pico de atividade solar que veremos neste ciclo solar”, disse Elsayed Talaat, diretor de observações do clima espacial da NOAA, em uma entrevista coletiva em outubro.

“Embora o Sol tenha atingido o período máximo solar, o mês em que a atividade solar atinge o pico no sol não será identificado por meses ou anos”, explicou.

A atividade solar, incluindo erupções ou ejeções de massa coronal, cria o clima espacial que impacta a Terra. As ejeções de massa coronal são grandes nuvens de gás ionizado chamado plasma e campos magnéticos que irrompem da atmosfera externa do Sol.

As tempestades solares geradas pelo Sol podem afetar redes de energia elétrica, GPS e aviação, e satélites em órbita baixa da Terra. A atividade de tempestades também causa apagões de rádio e até mesmo representam riscos para missões espaciais tripuladas. Além disso, são responsáveis por gerar auroras que dançam ao redor dos polos da Terra, conhecidas como luzes do Norte, ou aurora boreal, e luzes do Sul, ou aurora austral.

Quando as partículas energizadas das ejeções de massa coronal atingem o campo magnético da Terra, elas interagem com gases na atmosfera para criar luz de cores diferentes no céu.

Em 24 de dezembro, a Parker Solar Probe chegará a 6,2 milhões de quilômetros da superfície solar, mais perto do que qualquer objeto feito pelo homem do Sol. O sobrevoo pode ajudar os cientistas a estudar as origens do clima espacial diretamente na fonte, já que a sonda chegará perto o suficiente para navegar por plumas de plasma e erupções solares conectadas à estrela.

O que é o Sol da meia-noite? Antártida só verá a noite de novo em 2025