Pela primeira vez na história, uma nave espacial ‘tocou’ o Sol

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Impressão artística de Parker entrando na coroa solar. Créditos: Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA / Joy Ng.

Por Michelle Star
Publicado na ScienceAlert

Em uma incrível feito inédito histórico, uma espaçonave de fabricação humana mergulhou e fez contato com o Sol.

Em 28 de abril de 2021, a Parker Solar Probe da NASA de fato voou para dentro e através da coroa solar, a atmosfera superior do Sol. Não apenas viveu para contar a história – provando a eficácia da proteção contra calor de alta tecnologia da Parker – como fez medições in situ, dando-nos uma riqueza de dados nunca antes vistos sobre o coração do nosso Sistema Solar.

“Parker Solar Probe ‘tocando o Sol’ é um momento monumental para a ciência solar e um feito verdadeiramente notável”, disse o astrofísico Thomas Zurbuchen, administrador associado do Diretório de Missões Científicas na sede da NASA. “Este marco não apenas nos fornece visões mais profundas sobre a evolução do nosso Sol e seus impactos em nosso Sistema Solar, mas tudo que aprendemos sobre nossa própria estrela também nos ensina mais sobre estrelas no resto do Universo”.

A Parker Solar Probe foi lançada em 2018, com o objetivo principal de sondar a coroa solar. Em sua missão planejada de sete anos, ela deverá fazer um total de 26 aproximações, ou periélios, do Sol, usando um total de sete manobras com a assistência gravitacional de Vênus para ficar cada vez mais perto. O periélio de abril foi o oitavo e o primeiro a realmente entrar na coroa.

Em suas quase cinco horas dentro da atmosfera solar, Parker mediu oscilações no campo magnético do Sol e amostras de partículas. Anteriormente, nossas estimativas dessas propriedades dependiam de informações externas.

“Voando tão perto do Sol, a Parker Solar Probe agora detecta condições na camada magneticamente dominada da atmosfera solar – a coroa – que nunca podíamos fazer antes”, disse o astrofísico Nour Raouafi, cientista do projeto Parker no Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins. “Vemos evidências de estar na coroa em dados de campo magnético, dados do vento solar e visualmente em imagens. Podemos realmente ver a espaçonave voando através de estruturas coronais que podem ser observadas durante um eclipse solar total”.

As características brilhantes visíveis nas imagens aqui são flâmulas coronais, normalmente vistas apenas da Terra durante um eclipse. Estas foram fotografadas pela sonda Parker durante o nono periélio em agosto deste ano. Créditos: NASA / Johns Hopkins APL / Laboratório de Pesquisa Naval.

O Sol não tem uma superfície sólida. Em vez disso, seu limite é definido pelo que chamamos de superfície crítica de Alfvén, onde a gravidade e os campos magnéticos do Sol são muito fracos para conter o plasma solar.

Acima desse ponto, o vento solar emerge, soprando com força através do Sistema Solar, tão rápido que as ondas dentro do vento se separam do Sol. O que chamamos de “superfície” do Sol, composta de plasma de células de convecção em movimento e conhecido como fotosfera, está bem abaixo.

Um dos objetivos de Parker era descobrir mais sobre a superfície crítica de Alfvén, onde está e como é sua topografia, já que não sabíamos nenhuma dessas coisas. As estimativas colocaram a superfície crítica de Alfvén em algum lugar entre 10 e 20 raios solares do centro do sol. Parker entrou na coroa em 19,7 raios solares, caindo para tão baixo quanto 18,4 raios solares durante seu trajeto pela coroa.

Curiosamente, a sonda parecia encontrar as condições magnéticas da coroa esporadicamente, sugerindo que a superfície crítica de Alfvén está “deformada”. Em profundidades mais baixas, Parker encontrou uma estrutura magnética conhecida como pseudostreamer, que podemos ver formando um arco a partir do Sol durante os eclipses solares. Os dados de Parker sugerem que essas estruturas são responsáveis ​​pela deformação da superfície crítica de Alfvén, embora atualmente não saibamos por quê.

Dentro do pseudostreamer, as condições eram mais calmas do que a atmosfera solar circundante. As partículas não atingiam mais a espaçonave de forma tão caótica e o campo magnético era mais ordenado.

Parker também investigou um fenômeno conhecido como ziguezague solar. Essas são as torções em forma de Z no campo magnético do vento solar, e atualmente não se sabe onde ou como elas se formam. Sabemos sobre os ziguezagues desde a década de 1990, mas só depois que Parker os investigou em 2019 é que descobrimos que são bastante comuns. Então, em seu sexto sobrevoo, os dados da sonda nos mostraram que os ziguezagues ocorreram a partir do seu caminho.

Agora Parker os detectou dentro da atmosfera solar, sugerindo que pelo menos alguns dos ziguezagues vêm da coroa inferior.

“A estrutura das regiões com ziguezague combina com uma pequena estrutura de funil magnético na base da coroa”, disse o astrônomo Stuart Bale, da Universidade da Califórnia em Berkeley, autor principal de um estudo sobre o fenômeno publicado no The Astrophysical Journal. “Isso é o que esperamos de algumas teorias, e isso aponta uma fonte para o próprio vento solar”.

Ainda não sabemos como essas estruturas curiosas se formaram, mas com mais dezenas de periélios à frente, chegando a 9,86 raios solares do centro do Sol, é provável que recebamos algumas respostas muito fascinantes.

“Temos observado o Sol e sua coroa por décadas e sabemos que há uma física interessante acontecendo lá para aquecer e acelerar o plasma do vento solar. Ainda assim, não podemos dizer exatamente o que é essa física”, disse Raouafi. “Com a Parker Solar Probe voando para a corona dominada magneticamente, teremos as tão esperadas percepções sobre o funcionamento interno desta região misteriosa”.

A pesquisa foi publicada na Physical Review Letters.