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Quando Simone Di Matteo viu pela primeira vez os padrões em seus dados, parecia bom demais para ser verdade. "É perfeito demais!" Di Matteo, Ph.D. em física do espaço. estudante da Universidade de L'Aquila, na Itália, lembrou pensar. "Não pode ser real." E não era, ele logo descobriria.
Di Matteo estava procurando por longos trens de enormes bolhas - como as bolhas sobrenaturais de uma lâmpada de lava, mas de 50 a 500 vezes o tamanho da Terra - no vento solar. O vento solar, cujas origens ainda não são totalmente compreendidas, é o fluxo de partículas carregadas que sopra constantemente do sol. O campo magnético da Terra, chamado de magnetosfera, protege nosso planeta do impacto de sua radiação. Mas quando as bolhas gigantescas do vento solar colidem com a magnetosfera, podem provocar perturbações que interferem com os satélites e com os sinais de comunicação do dia-a-dia.
Em sua busca, Di Matteo estava reexaminando dados de arquivos das duas espaçonaves Helios-NASA da Alemanha, que foram lançadas em 1974 e 1976 para estudar o sol. Mas esse era um dado de 45 anos com o qual ele nunca havia trabalhado antes. Os padrões perfeitos, semelhantes a ondas, que ele descobriu inicialmente, indicavam que algo o estava desencaminhando.
Não foi até descobrir e remover esses padrões falsos que Di Matteo encontrou exatamente o que ele estava procurando: trilhas pontilhadas de bolhas que escorriam do Sol a cada 90 minutos ou mais. Os cientistas publicaram suas descobertas na Física Espacial JGR em 21 de fevereiro de 2019. Eles acham que as bolhas poderiam lançar luz sobre os primórdios do vento solar. Qualquer processo que envie o vento solar para fora do Sol deve deixar assinaturas nas bolhas.
Abrindo caminho para novas ciências
A pesquisa de Di Matteo foi o início de um projeto que os cientistas da NASA realizaram em antecipação aos primeiros dados da missão Parker Solar Probe da NASA, que foi lançada em 2018. Nos próximos sete anos, Parker voará por territórios inexplorados, subindo até 4 milhões de milhas. do sol. Antes de Parker, o satélite Helios 2 detinha o recorde de maior aproximação do Sol a 27 milhões de milhas, e os cientistas pensaram que isso poderia dar uma idéia do que esperar. "Quando uma missão como Parker vai ver coisas que ninguém viu antes, apenas uma sugestão do que poderia ser observado é realmente útil", disse Di Matteo.
O problema em estudar o vento solar da Terra é a distância. No tempo que leva o vento solar para percorrer os 93 milhões de milhas entre nós e o Sol, importantes pistas para as origens do vento - como temperatura e densidade - desaparecem. "Você está constantemente se perguntando: 'Quanto do que estou vendo aqui é por causa da evolução ao longo de quatro dias em trânsito, e quanto veio direto do Sol?'", Disse o cientista solar Nicholeen Viall, que aconselhou Di Matteo durante a visita. sua pesquisa no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. Dados Helios - alguns dos quais foram coletados em apenas um terço da distância entre o Sol ea Terra - poderiam ajudá-los a responder a essas perguntas.
Engenheiros inspecionam a espaçonave Helios 2.Créditos: Goddard Space Flight Center da NASA
Blobs de Modelagem
O primeiro passo foi traçar as medições de Helios das gotas à sua fonte no sol. "Você pode olhar para os dados de naves espaciais tudo o que quiser, mas se conseguir conectá-los de volta ao Sol, ele conta uma história mais completa", disse Samantha Wallace, uma das colaboradoras do estudo e doutora em física. . estudante da Universidade do Novo México em Albuquerque.
Wallace usou um avançado modelo de vento solar para ligar mapas magnéticos da superfície solar às observações de Helios, uma tarefa complicada, uma vez que as linguagens de computador e as convenções de dados mudaram muito desde os dias de Helios. Agora, os pesquisadores puderam ver que tipos de regiões no Sol provavelmente brotariam em gotas de vento solar.
Vídeo: https://youtu.be/b4YtTRb-c4g
Nos dias anteriores à Parker Solar Probe, a espaçonave recordista de velocidade e aproximação com o Sol foram as duas sondas Helios, lançadas em meados da década de 1970. Esta visualização mostra as órbitas de Helios 1 e Helios 2, a partir de uma visão oblíqua acima do plano eclíptico.
Créditos: Tom Bridgman / Scientific Visualization Studio da NASA
Peneirando a Evidência
Em seguida, Di Matteo procurou os dados para padrões de onda específicos. Eles esperavam que as condições se alternassem - quentes e densas, depois frias e tênues - à medida que bolhas individuais engolfavam a espaçonave e seguiam em frente, numa longa fila.
Os padrões de imagem perfeita que Di Matteo encontrou pela primeira vez o preocuparam. "Isso foi uma bandeira vermelha", disse Viall. “O vento solar real não tem periodicidades tão precisas e limpas. Normalmente, quando você obtém uma frequência tão precisa, isso significa que algum efeito de instrumento está ocorrendo. ”Talvez houvesse algum elemento do design do instrumento que eles não estavam considerando, e estava transmitindo efeitos que tinham que ser separados dos verdadeiros padrões de vento solar.
Di Matteo precisava de mais informações sobre os instrumentos Helios. Mas a maioria dos pesquisadores que trabalhou na missão há muito tempo se aposentou. Ele fez o que qualquer outra pessoa faria e se voltou para a internet.
Muitas pesquisas no Google e um fim de semana de tradutores online mais tarde, Di Matteo desenterrou um manual de instruções alemão que descreve os instrumentos dedicados ao experimento de vento solar da missão. Décadas atrás, quando Helios era apenas um projeto e antes que alguém lançasse uma nave espacial para o Sol, os cientistas não sabiam a melhor forma de medir o vento solar. Para se preparar para diferentes cenários, Di Matteo aprendeu, eles equiparam as sondas com dois instrumentos diferentes que mediam cada uma das propriedades do vento solar à sua maneira. Este foi o culpado pelas ondas perfeitas de Di Matteo: a própria espaçonave, alternando entre dois instrumentos.
Depois de remover segmentos de dados coletados durante a troca de instrumentos de rotina, os pesquisadores procuraram novamente as bolhas. Desta vez, eles os encontraram. A equipe descreve cinco casos em que Helios capturou trens de bolhas. Enquanto os cientistas detectaram essas bolhas da Terra antes, esta é a primeira vez que as estudam perto do Sol e com este nível de detalhe. Eles descrevem a primeira evidência conclusiva de que as bolhas são mais quentes e mais densas do que o vento solar típico.
O retorno das bolhas
Se o blob treina bolhas em intervalos de 90 minutos continuamente ou em surtos, e quanto eles variam entre si, ainda é um mistério. “Este é um desses estudos que trouxe mais perguntas do que as que respondemos, mas isso é perfeito para a Parker Solar Probe”, disse Viall.
A Parker Solar Probe visa estudar o Sol de perto, buscando respostas para questões básicas sobre o vento solar. "Isso vai ser muito útil", disse Aleida Higginson, vice-cientista do projeto da missão no Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins em Laurel, Maryland. “Se você quer mesmo começar a entender coisas que nunca viu antes, precisa saber o que medimos antes e ter uma sólida interpretação científica para isso”.
A Parker Solar Probe realiza seu segundo sobrevôo solar em 4 de abril, que chega a 15 milhões de milhas do Sol - já cortando pela metade a distância recorde do Helios 2. Os pesquisadores estão ansiosos para ver se as bolhas aparecem nas observações de Parker. Eventualmente, a espaçonave chegará tão perto que poderá pegar bolhas logo depois de terem se formado, recém-saídas do sol.
Editor: Lina Tran
Fonte:
NASA
Obrigado pela sua visita e volte sempre!
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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