Descobertas misteriosas ondas de vórtices no Sol sugerem uma nova física solar

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Ilustração mostrando o padrão de vórtices na superfície do Sol. Créditos: NYU de Abu Dhabi.

Por Michelle Starr
Publicado na ScienceAlert

Um novo tipo de onda acústica de alta frequência descoberta se propagando no Sol parece estar desafiando nossas expectativas.

As ondas aparecem na superfície do Sol como um padrão de vórtices rodopiantes, movendo-se contra a rotação do Sol. O problema é que essas ondas de vorticidade retrógradas de alta frequência parecem estar se movendo três vezes mais rápido do que o previsto pela teoria – e os físicos solares não conseguiram determinar o porquê.

A descoberta, disseram elas, sugere que há uma nova física solar a ser descoberta, além de fornecer uma nova visão das propriedades e atividades internas do Sol.

Embora não possamos realmente ver dentro do Sol, as estrelas são notáveis ​​porque seus processos internos podem ser inferidos com base na atividade da superfície.

Em particular, as ondas acústicas podem nos dizer muito. Elas são geradas perto da superfície e são refletidas, parcial ou totalmente, para o interior, onde ressoam, criando oscilações acústicas. Os cientistas solares estudam essas oscilações para aprender sobre o interior do Sol.

Uma equipe de cientistas liderada pelo físico solar Chris Hanson, da Universidade de Nova York (NYU) de Abu Dhabi, estudou e analisou esses dados, usando 24 anos de observações do Global Oscillation Network Group baseado em terra e 10 anos de observações do  Imageador Magnético e Heliossísmico (HMI, na sigla em inglês) baseado no espaço.

Nos dados, os pesquisadores encontraram um sinal muito consistente, que sua análise revela como a presença de ondas nunca vistas anteriormente. Estes formaram um padrão de vórtices na superfície do Sol, com uma antissimetria entre os polos norte e sul, movendo-se contra a rotação solar.

O fato dessas ondas estarem se movendo três vezes mais rápido do que o esperado, no entanto, representa um enigma. A equipe explorou uma série de possibilidades para o que estava acontecendo.

Primeiro, a força de Coriolis – a forma como o equador de um objeto esférico giratório se move mais rápido que seus polos – excita ondas de vorticidade, como sabemos que pode acontecer aqui na Terra.

Então, existem três mecanismos que podem afetar e modificar as ondas: magnetismo, gravidade ou convecção. Nenhum deles poderia explicar os dados de observação, no entanto.

“Se as ondas retrógradas de alta frequência pudessem ser atribuídas a qualquer um desses três processos, a descoberta teria respondido a algumas questões em aberto que ainda temos sobre o Sol”, disse Hanson. “No entanto, essas novas ondas não parecem ser o resultado desses processos, e isso é empolgante porque leva a um novo conjunto de perguntas”.

Isso sugere, disseram os pesquisadores, que há informações ausentes ou mal encaixadas em nossos modelos do Sol que a resolução do mistério poderia preencher.

Também tem relevância um pouco mais perto de casa. Os cientistas encontraram ondas de alta frequência no oceano, propagando-se até quatro vezes mais do que o previsto pela teoria, e que se mostraram muito difíceis de explicar. Estudar os dois fenômenos juntos pode ajudar a desvendar o mistério por trás deles.

“A própria existência de modos retrógrados de alta frequência e sua origem é um verdadeiro mistério e pode aludir à empolgante física em jogo”, disse o físico Shravan Hanasoge, da Universidade de Nova York de Abu Dhabi. “Ela tem o potencial de possibilitar uma nova visão sobre o interior do Sol, de outra forma não observável”.

A pesquisa foi publicada na Nature Astronomy.