Preparando-se para a descoberta com a sonda Parker Solar da NASA

Caros Leitores,

Faça o download de materiais informativos relacionados a partir da coletiva de imprensa de 12 de dezembro na reunião da União Geofísica Americana de 2018.

Semanas depois que a Parker Solar Probe fez a aproximação mais próxima de uma estrela, os dados científicos do primeiro encontro solar estão chegando às mãos dos cientistas da missão. É um momento que muitos no campo têm antecipado há anos, pensando sobre o que eles vão fazer com esses dados nunca antes vistos, que tem o potencial de lançar uma nova luz sobre a física de nossa estrela, o Sol.

Em 12 de dezembro de 2018, quatro desses pesquisadores se reuniram na reunião de outono da American Geophysical Union em Washington, DC, para compartilhar o que eles esperam aprender com a Parker Solar Probe. 

"Os heliofísicos estão esperando mais de 60 anos para que uma missão como essa seja possível", disse Nicola Fox, diretora da Divisão de Heliofísica da sede da NASA em Washington. Heliofísica é o estudo do Sol e como isso afeta o espaço perto da Terra, em torno de outros mundos e em todo o Sistema Solar. "Os mistérios solares que queremos resolver estão esperando na coroa."

De 31 de outubro a 11 de novembro de 2018, a Parker Solar Probe completou sua primeira fase de encontro solar , acelerando através da atmosfera externa da Sol - a coroa - e coletando dados sem precedentes com quatro suítes de instrumentos de ponta.

A Parker Solar Probe deve seu nome a Eugene Parker , o físico que primeiro teorizou a existência do vento solar - o constante derramamento de material do Sol - em 1958.

"Esta é a primeira missão da NASA a ser nomeada por um indivíduo vivo", disse Fox. "O artigo revolucionário de Gene Parker previa o aquecimento e a expansão da coroa e do vento solar. Agora, com a Parker Solar Probe, podemos realmente entender o que impulsiona esse fluxo constante até a borda da heliosfera."

A influência do nosso Sol é de longo alcance. O vento solar, seu fluxo de material, preenche a parte interna do nosso Sistema Solar, criando uma bolha que envolve os planetas e se estende além da órbita de Netuno. Incorporado em suas partículas energizadas e material solar, o vento solar carrega consigo o campo magnético do Sol. Outras erupções pontuais de material solar, chamadas ejeções de massa coronal, também carregam esse campo magnético solar - e em ambos os casos, esse material magnetizado pode interagir com o campo magnético natural da Terra e causar tempestades geomagnéticas. Essas tempestades podem provocar a aurora ou mesmo quedas de energia, e outros tipos de atividade solar podem causar problemas de comunicação, perturbar a eletrônica de satélite e até mesmo pôr em perigo os astronautas - especialmente além da bolha protetora do campo magnético da Terra.

O vento solar, o fluxo de material do Sol, juntamente com erupções de material solar chamadas ejeções de massa coronal, transportam o campo magnético do Sol através da heliosfera, produzindo efeitos climáticos espaciais na Terra e em outros mundos.

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Faça o download desta animação em formatos HD do Estúdio de Visualização Científica da NASA Goddard

Créditos: Goddard Space Flight Center da NASA / Scientific Visualization Studio / Greg Shirah

Outros mundos em nosso Sistema Solar experimentam suas próprias versões desses efeitos, e muito além dos planetas, o material do Sol se projeta contra o meio interestelar, que preenche o espaço entre as estrelas. A interação nesta região desempenha um papel na frequência com que os raios cósmicos de alta energia disparam para o nosso Sistema Solar. Todos esses efeitos resultam de sistemas complicados - mas todos eles começam de volta ao Sol, tornando-se crítico compreender a física fundamental que impulsiona a atividade de nossa estrela.

A Sonda Solar da Parker foi projetada para abordar três questões principais sobre a física do Sol. Primeiro: Como é que a atmosfera exterior do Sol, a coroa, é aquecida a temperaturas cerca de 300 vezes superiores à superfície visível abaixo? Segundo - como o vento solar é acelerado tão rapidamente para as altas velocidades que observamos? E finalmente, como algumas das partículas mais energéticas do Sol se afastam do Sol a mais da metade da velocidade da luz?

"A Parker Solar Probe está nos fornecendo medidas essenciais para entender os fenômenos solares que nos intrigam há décadas", disse Nour Raouafi, cientista do Parker Solar Probe no Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins em Laurel, Maryland. "Para fechar o link, a amostragem local da coroa solar e do vento solar jovem é necessária e a Parker Solar Probe está fazendo exatamente isso."

Os instrumentos de Parker são projetados para examinar esses fenômenos em questão, de maneira que não eram possíveis antes, dando aos cientistas a oportunidade de dar novos passos no estudo da atmosfera solar.

Por exemplo, os sensores de imagem da Parker Solar Probe, na suíte WISPR, terão uma nova perspectiva sobre o vento solar jovem, capturando uma visão de como ela evolui à medida que a Parker Solar Probe viaja através da coroa solar.

A suíte ISʘIS da espaçonave ajudará os cientistas a investigar as causas da aceleração de partículas energéticas. Neste momento, as teorias divergem sobre como as partículas energéticas solares são aceleradas dentro das estruturas de ondas de choque, geralmente conduzidas por ejeções rápidas de massa coronal - mas medições de partículas energéticas coletadas à medida que a espaçonave viaja por essas ondas ajudarão a esclarecer esse problema.

As antenas de campo elétrico do conjunto de instrumentos FIELDS da nave espacial podem captar rajadas de rádio que poderiam lançar luz sobre as causas do aquecimento coronal.

Este vídeo mostra dados reais de Solar da NASA e Observatory Relações Terrestre adiante (STEREO-A) sonda, juntamente com a localização da Sonda Solar Parker, uma vez que voa através da atmosfera exterior do Sol durante a sua primeira fase de encontro solar, em Novembro de 2018. Tais imagens serão nos permitem fornecer um contexto chave para entender as observações da Parker Solar Probe.

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Créditos: NASA / STEREO

As perspectivas distintas desses observatórios devem ser um benefício para contextualizar as observações de Parker. Enquanto SDO está em órbita geossincrônica da Terra, STEREO orbita o Sol, á um pouco menos de 1 UA - uma unidade astronômica, que é a distância média entre a Terra e o Sol - tornando-a um pouco mais rápida que a Terra. Isso significa que STEREO normalmente observa o Sol de um ângulo diferente do que nós fazemos aqui na Terra. Juntamente com as medidas de Parker perto do Sol e muitas vezes de um ângulo diferente de qualquer outro dos nossos satélites, isso dará aos cientistas uma visão mais completa de como os eventos solares mudam e se desenvolvem à medida que se propagam para o Sistema Solar.

"A missão STEREO é toda sobre observar a heliosfera de diferentes locais e a Parker faz parte disso - fazer medições a partir de uma perspectiva que nunca tivemos antes", disse Kucera.

A modelagem é outra ferramenta crítica para pintar a imagem completa em torno das observações de Parker.

"Nossos resultados de simulação fornecem uma maneira de interpretar tanto as medidas localizadas dos instrumentos in situ, como FIELDS e SWEAP, quanto as imagens mais globais produzidas pela WISPR", disse Pete Riley, pesquisador da Predictive Science Inc., em San Francisco. Diego, Califórnia.

Os modelos são uma boa maneira de testar teorias sobre a física subjacente do Sol. Criando uma simulação que depende de certo mecanismo para explicar o aquecimento coronal - por exemplo, certo tipo de onda de plasma chamada onda de Alfvén - os cientistas podem verificar a previsão do modelo em relação aos dados reais da Parker Solar Probe para ver se eles se alinham. Se isso acontecer, isso significa que a teoria subjacente pode ser o que realmente está acontecendo.

"Tivemos muito sucesso prevendo a estrutura da coroa solar durante os eclipses solares totais", disse Riley. "A Parker Solar Probe fornecerá medições sem precedentes que restringirão ainda mais os modelos e a teoria incorporados a eles."

A Parker Solar Probe está em uma posição única para ajudar a melhorar os modelos - em parte devido à sua velocidade recorde.

O Sol gira aproximadamente uma vez a cada 27 dias, visto da Terra, e as estruturas solares que dirigem grande parte de sua atividade se movem junto com ele. Isso cria um problema para os cientistas, que nem sempre sabem se a variabilidade que veem é impulsionada por mudanças reais na região que produz a atividade - variação temporal - ou é causada pelo simples recebimento de material solar de uma nova região de origem - variação espacial.

Modelos numéricos fornecem um contexto global para interpretar as observações da Sonda Solar da Parker. Esta animação é de um modelo que mostra como o vento solar sai do Sol, com a perspectiva do instrumento WISPR da Parker Solar Probe sobreposto.

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Créditos: Predictive Science Inc.

Por parte de sua órbita, a Parker Solar Probe superará esse problema. Em certos pontos, a Parker Solar Probe está viajando rápido o suficiente para coincidir exatamente com a velocidade de rotação do Sol, o que significa que Parker "paira" sobre uma área do Sol por um curto período de tempo. Os cientistas podem estar certos de que as mudanças nos dados durante esse período são causadas por mudanças reais no Sol, e não pela rotação do Sol.

A Sonda Solar da Parker é parte do programa Vivendo com uma Estrela (Living with a Star) da NASA ( https://lws.gsfc.nasa.gov/ ) para explorar aspectos do sistema Sol-Terra que afetam diretamente a vida e a sociedade. O programa Living with a Star é administrado pelo Centro de Voos Espaciais Goddard da agência em Greenbelt, Maryland, para o Diretório de Missões Científicas da NASA em Washington. A APL projetou, construiu e opera a espaçonave.

A Sonda Solar da Parker dará aos cientistas outra nova perspectiva sobre o Sol, unindo-se aos de outras naves espaciais que observam o Sol.

Créditos: Goddard Space Flight Center da NASA

Imagem da faixa: Ilustração da Parker Solar Probe no Sun. Crédito: Goddard Space Flight Center da NASA

Por Sarah Frazier 

Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA , Greenbelt, Md.

Última atualização: 13 de dezembro de 2018 / Editor: Rob Garner

Fonte: NASA

HélioR.M.Cabral (Economista, Escritor e Pesquisador Independente na Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).

Membro da Society for Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency).

Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA.

Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.

e-mail: heliocabral@coseno.com.br

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