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segunda-feira, 20 de maio de 2019

Chuva Inesperada no Sol Liga Dois Mistérios Solares

Caros Leitores;

Durante cinco meses, em meados de 2017, Emily Mason fez a mesma coisa todos os dias. Chegando ao seu escritório no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, ela se sentou em sua mesa, abriu seu computador e ficou olhando as imagens do Sol - o dia todo, todos os dias. “Eu provavelmente examinei dados de três ou cinco anos”, estima Mason. Então, em outubro de 2017, ela parou. Ela percebeu que estava olhando para a coisa errada o tempo todo.
Mason, uma estudante de pós-graduação da Universidade Católica da América, em Washington, DC, estava à procura de chuva coronal: globos gigantes de plasma, ou gás eletrificado, que gotejam da atmosfera externa do Sol de volta à sua superfície. Mas ela esperava encontrá-lo em serpentinas de capacete, as alças magnéticas de milhões de milhas - nomeadas por sua semelhança ao capacete pontudo de um cavaleiro - que podem ser vistas saindo do Sol durante um eclipse solar. Simulações de computador previram que a chuva coronal poderia ser encontrada lá. Observações de vento solar, o gás que escapou do Sol e saiu para o espaço, sugeriram que a chuva poderia estar acontecendo. E se ela pudesse encontrá-lo, a física subjacente de fazer chover teria implicações importantes para o mistério de 70 anos de porque a atmosfera externa do Sol, conhecida como a coroa, é muito mais quente que sua superfície. Mas depois de quase meio ano de busca, Mason simplesmente não conseguiu encontrá-lo. “Foi muito bonito”, disse Mason, “por algo que nunca aconteceu no final das contas”. 
O problema, descobriu-se, não era o que ela estava procurando, mas onde. Em um artigo publicado hoje no Astrophysical Journal Letters , Mason e seus co-autores descrevem as primeiras observações da chuva coronal em um tipo de loop magnético menor e anteriormente negligenciado no Sol. Depois de uma longa e tortuosa busca na direção errada, as descobertas forjam uma nova ligação entre o aquecimento anômalo da coroa e a fonte do vento solar lento - dois dos maiores mistérios que a ciência solar enfrenta atualmente.

Mason procurou por chuva coronal em fitas de capacete como a que aparece no lado esquerdo da imagem, tirada durante o eclipse de 1994 visto da América do Sul. Um pseudoestrante menor aparece no membro ocidental (lado direito da imagem). Nomeados por sua semelhança com o capacete pontudo de um cavaleiro, as fitas do capacete se estendem até a corona fraca do Sol e são mais facilmente vistas quando a luz da superfície brilhante do Sol é obstruída.Créditos: © 1994 Úpice observatory e Vojtech Rušin, © 2007 Miloslav Druckmüller

Como chove no Sol
Observado através dos telescópios de alta resolução montados na sonda SDO da NASA, o Sol - uma bola quente de plasma, repleta de linhas de campo magnético traçadas por gigantescos e voláteis troncos - parece ter poucas semelhanças físicas com a Terra. Mas nosso planeta natal fornece alguns guias úteis para analisar o tumulto caótico do Sol: entre eles, a chuva.
Na Terra, a chuva é apenas uma parte do ciclo da água maior, um interminável cabo de guerra entre o calor e a força da gravidade. Começa quando a água líquida, reunida na superfície do planeta em oceanos, lagos ou riachos, é aquecida pelo Sol. Parte dela evapora e sobe para a atmosfera, onde esfria e se condensa em nuvens. Eventualmente, essas nuvens tornam-se pesadas o suficiente para que a força da gravidade se torne irresistível e a água caia de volta à Terra como chuva, antes que o processo comece de novo.
No Sol, disse Mason, a chuva coronária funciona da mesma forma, “mas em vez de água a 60 graus você está lidando com um plasma de milhões de graus”. O plasma, um gás eletricamente carregado, não se acumula como água, mas sim traça os loops magnéticos que emergem da superfície do Sol como uma montanha-russa nos trilhos. Nos pontos do laço, onde se liga à superfície do Sol, o plasma é superaquecido de alguns milhares a mais de 1,8 milhões de graus Fahrenheit. Em seguida, expande o loop e reúne em seu pico, longe da fonte de calor. À medida que o plasma esfria, ele se condensa e a gravidade atrai as pernas do laço como chuva coronal.
Mason estava à procura de chuva coronal em serpentinas de capacete, mas sua motivação para olhar lá tinha mais a ver com esse ciclo de aquecimento e resfriamento subjacente do que a própria chuva. Pelo menos desde meados da década de 1990, os cientistas sabem que as flâmulas de capacete são uma das fontes do vento solar lento, uma corrente relativamente lenta e densa de gás que escapa do Sol separadamente de sua contraparte em movimento rápido. Mas as medições do gás do vento solar lento revelaram que ele já havia sido aquecido a um grau extremo antes de resfriar e escapar do Sol. O processo cíclico de aquecimento e resfriamento atrás da chuva coronal se estivesse acontecendo dentro das serpentinas do capacete, seria uma peça do quebra-cabeça.
A outra razão conecta-se ao problema de aquecimento coronal - o mistério de como e por que a atmosfera externa do Sol é cerca de 300 vezes mais quente que sua superfície. Surpreendentemente, as simulações mostraram que a chuva coronal só se forma quando o calor é aplicado no fundo do laço. "Se um ciclo tiver chuva coronal, isso significa que 10% do fundo, ou menos, é onde o aquecimento coronal está acontecendo", disse Mason. Chovendo laços fornecem uma haste de medição, um ponto de corte para determinar onde a corona é aquecida. Começar a busca nos maiores loops que conseguiram encontrar - gigantescos streamers de capacete - parecia um objetivo modesto e que maximizaria suas chances de sucesso.
A chuva coronal, como a mostrada neste filme do SDO da NASA em 2012, às vezes é observada após erupções solares, quando o aquecimento intenso associado a uma erupção solar corta abruptamente após a erupção e o plasma remanescente esfria e retorna à superfície solar. Mason estava procurando por chuva coronária não associada a erupções, mas sim causada por um processo cíclico de aquecimento e resfriamento similar ao ciclo da água na Terra.
Fonte: NASA 

Créditos: Observatório Solar Dynamics / Estúdio de Visualização Científica da NASA / Tom Bridgman, Lead Animator

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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.


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