Por décadas, cientistas ficaram perplexos com um fenômeno solar surpreendente: enquanto a superfície do Sol apresenta uma temperatura de aproximadamente 5.500°C (10.000°F), sua atmosfera externa, a coroa solar, alcança incríveis 1,1 milhão de graus Celsius (2 milhões de graus Fahrenheit), cerca de 200 vezes mais quente. Desde a primeira vez que essa diferença foi documentada em 1939, pesquisadores têm buscado entender o que provoca esse aquecimento extremo, e agora, um novo estudo oferece uma explicação intrigante.
Uma equipe liderada por Sayak Bose, do Laboratório de Física do Plasma de Princeton, identificou as ondas de plasma refletidas como causadoras do aquecimento em áreas da coroa solar, especialmente nos chamados buracos coronais.
Essas regiões, caracterizadas por baixa densidade e linhas de campo magnético abertas, aquecem devido ao efeito dessas ondas, conforme detalhado em artigo no The Astrophysical Journal. A descoberta representa um grande avanço na compreensão desse mistério solar, sugerindo que as ondas de plasma desempenham papel crucial no aquecimento dessas regiões.
Cientistas exploram as ondas Alfvén
A pesquisa de Bose concentra-se em um tipo específico de onda de plasma: as ondas Alfvén, previstas pelo físico sueco e ganhador do Nobel, Hannes Alfvén. Essas ondas, semelhantes às vibrações de uma corda de violão, ocorrem devido à oscilação de campos magnéticos. No caso da coroa solar, essas ondas são geradas em condições extremas, como as dos buracos coronais, onde as densidades de plasma variam consideravelmente.
Cientista explora fenômenos de ondas Alfvén em experimentos com plasma
Para explorar esse fenômeno, Bose e sua equipe utilizaram uma coluna de plasma de 20 metros no Dispositivo de Plasma Grande (LAPD) na Universidade da Califórnia-Los Angeles (UCLA). Neste experimento, foram criadas ondas Alfvén em condições similares às observadas ao redor dos buracos coronais.
Quando essas ondas encontram regiões de plasma com densidades e intensidades de campo magnético diferentes, elas são refletidas, retornando à fonte original. Esse processo de reflexão gera uma turbulência intensa, que resulta no aumento de temperatura da região.
Avanços experimentais e simulações corroboram a teoria
Os resultados obtidos no laboratório são complementados por simulações computacionais, que confirmam o papel das ondas Alfvén no aquecimento da coroa solar. Jason TenBarge, pesquisador visitante no Laboratório de Física do Plasma de Princeton (PPPL), ressaltou a importância dessa pesquisa, afirmando que é a primeira vez que se verifica experimentalmente a reflexão de ondas Alfvén em condições que simulam os buracos coronais. “Antes, só podíamos teorizar sobre isso; agora, temos uma comprovação prática de que a energia refletida é suficiente para aquecer essas regiões,” disse TenBarge.
Simulações computacionais replicam condições dos buracos coronais
Além de testar no laboratório, a equipe realizou simulações computacionais que replicaram as condições dos buracos coronais, e os resultados reforçaram as observações experimentais. “Realizamos verificações múltiplas para garantir a precisão dos resultados,” afirmou Bose. Esse trabalho inova ao combinar experimentos práticos e simulações para desvendar um fenômeno natural tão complexo, aproximando-nos cada vez mais de entender plenamente o comportamento extremo de nossa estrela.