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Os cientistas estudam o vento solar há mais de 60 anos, mas ainda estão intrigados com alguns de seus comportamentos. O Parker Solar Probe da NASA - projetado e construído pela APL - ouve pequenos sons, guinchos e sussurros que sugerem a origem desse vento misterioso e sempre presente. E agora a equipe da Parker Solar Probe está tendo sua primeira chance de ouvi-los também.
Há um vento que emana do Sol e sopra não como um apito suave, mas como o grito de um furacão. Feito de elétrons, prótons e íons mais pesados, o vento solar percorre o sistema solar a cerca de 1,6 milhão de quilômetros por hora, percorrendo tudo o que está no caminho.
Vídeo: https://youtu.be/aOA_wAoh5go
O instrumento FIELDS da Parker Solar Probe pode espionar as flutuações elétricas e magnéticas causadas pelas ondas de plasma e pode "ouvir" quando as ondas e as partículas interagem umas com as outras, registrando informações de frequência e amplitude sobre essas ondas de plasma que os cientistas podem transformar em arquivos de som .
Crédito: NASA / Johns Hopkins APL
No entanto, através do rugido do vento, o Parker Solar Probe da NASA ouve pequenos sons, guinchos e sussurros que sugerem a origem desse vento misterioso e sempre presente. E agora a equipe da Parker Solar Probe está tendo sua primeira chance de ouvi-los também.
"Estamos observando o jovem vento solar, nascendo ao redor do Sol", disse a missão do Projeto Cientista Nour Raouafi, do Laboratório de Física Aplicada (APL) da Johns Hopkins, em Laurel, Maryland. "E é completamente diferente do que vemos aqui perto da Terra."
Os cientistas estudam o vento solar há mais de 60 anos, mas ainda estão intrigados com alguns de seus comportamentos. Embora eles saibam que vem da atmosfera superior de um milhão de graus do Sol, chamada corona, o vento solar, por exemplo, não diminui à medida que sai do Sol - acelera e tem uma espécie de aquecedor interno que o mantém do resfriamento à medida que fecha o espaço. Com a crescente preocupação com a capacidade do vento solar de interferir nos satélites GPS e interromper as redes de energia no solo, tornou-se imperativo entendê-lo melhor.
Apenas 17 meses desde o lançamento e após três órbitas ao redor do Sol, a Parker Solar Probe - projetada, construída e agora operada pela Johns Hopkins APL para a NASA - não decepcionou.
"O que realmente estamos vendo está além de qualquer coisa que alguém possa imaginar."
"Esperávamos fazer grandes descobertas porque estamos entrando em território desconhecido", disse Raouafi. "O que realmente estamos vendo está além de qualquer coisa que alguém possa imaginar."
Os pesquisadores suspeitavam que as ondas de plasma dentro do vento solar pudessem ser responsáveis por algumas das estranhas características do vento. Assim como as flutuações na pressão do ar causam ventos que forçam as ondas que rolam no oceano, as flutuações nos campos elétrico e magnético podem causar ondas que rolam através das nuvens de elétrons, prótons e outras partículas carregadas que compõem o plasma que se afasta do Sol. As partículas podem surfar essas ondas de plasma da mesma maneira que um surfista surfa uma onda oceânica, impulsionando-as a velocidades mais altas.
"As ondas de plasma certamente desempenham um papel no aquecimento e na aceleração das partículas", disse Raouafi. Os cientistas simplesmente não sabem o quanto de uma parte.
É aí que entra a Parker Solar Probe. O instrumento FIELDS da sonda pode espionar as flutuações elétricas e magnéticas causadas pelas ondas de plasma. E pode "ouvir" quando as ondas e as partículas interagem umas com as outras, registrando informações de frequência e amplitude sobre essas ondas de plasma que os cientistas poderiam tocar como ondas sonoras. E isso resulta em alguns sons impressionantes.
Pegue, por exemplo, ondas no modo assobiador. Estes são causados por elétrons energéticos saindo da coroa solar. Esses elétrons seguem linhas de campo magnético que se estendem do Sol até a extremidade mais distante do sistema solar, girando em torno deles como se estivessem andando em um carrossel. Quando a frequência de uma onda de plasma corresponde à frequência com que esses elétrons estão girando, eles se amplificam. E soa como uma cena de "Guerra nas Estrelas".
"Ninguém sabe o que causa essas ondas vibrantes ou o que elas fazem para aquecer e acelerar o vento solar."
"Algumas teorias sugerem que parte da aceleração do vento solar se deve a esses elétrons em fuga", disse David Malaspina, membro da equipe FIELDS e professor assistente da Universidade do Colorado, em Boulder, e do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial. Eles também podem ser uma pista crítica para entender um processo que aquece o vento solar.
"Podemos usar as observações dessas ondas para retroceder e sondar a fonte desses elétrons na coroa", disse Malaspina.
Outro exemplo são as ondas dispersivas. Essas ondas de plasma mudam rapidamente de uma frequência para outra à medida que se movem pelo vento solar. Essas mudanças criam uma espécie de "gorjeio" que soa como vento correndo sobre um microfone.
"Essas ondas não foram detectadas no vento solar antes, pelo menos em grande número", explicou Malaspina. Eles são raros perto da Terra, então os pesquisadores pensaram que não eram importantes. Mas mais perto do Sol, essas ondas estão por toda parte.
“Ninguém sabe o que causa essas ondas vibrantes ou o que elas fazem para aquecer e acelerar o vento solar. É isso que vamos determinar ”, disse Malaspina. "Eu acho incrivelmente emocionante."
Raouafi comentou que ver toda essa atividade de ondas muito perto do Sol é o motivo pelo qual essa missão é tão crítica. "Estamos vendo novos comportamentos iniciais do plasma solar que não pudemos observar aqui na Terra, e estamos vendo que a energia transportada pelas ondas está sendo dissipada em algum lugar ao longo do caminho, para aquecer e acelerar o plasma."
Mas não foram apenas as ondas de plasma que a Parker Solar Probe ouviu. Enquanto percorriam uma nuvem de poeira microscópica, os instrumentos da sonda também capturaram um som semelhante à antiga estática da TV. Na verdade, esse som estático é na verdade centenas de impactos microscópicos que acontecem todos os dias, como poeira de asteróides dilacerada pela gravidade do Sol, aquecimento solar e partículas arrancadas de cometas enquanto eles pastam na estrela atingindo a espaçonave a velocidades próximas a 250 metros por hora
Quando a Parker Solar Probe atravessou essa nuvem de poeira, a sonda não se chocou contra essas partículas - ela as obliterou. Os átomos de cada grão se rompem em elétrons, prótons e outros íons em um mini sopro de plasma que o instrumento FIELDS pode "ouvir".
Cada colisão, no entanto, também retira um pouquinho da espaçonave.
"Entendeu-se que isso iria acontecer", explicou Malaspina. “O que não foi entendido era quanta poeira haveria lá.” Os engenheiros da APL usaram modelos e observações remotas para estimar o quão ruim seria a situação antes do lançamento da sonda. Mas neste território desconhecido, o número estava sujeito a ter alguma margem de erro.
James Kinnison, engenheiro de sistemas de missão da Parker Solar Probe na APL, disse que essa discrepância na densidade de poeira é apenas mais uma razão pela qual a Parker estar perto do Sol é tão útil. "Protegemos quase tudo do pó", disse Kinnison. E embora a poeira seja mais densa do que o esperado, nada indica que os impactos da poeira sejam uma preocupação para a missão, acrescentou.
A Parker Solar Probe está programada para fazer outras 21 órbitas ao redor do Sol, usando cinco flybys da Venus para se aproximar cada vez mais. Isso permitirá que os pesquisadores compreendam ainda melhor como essas ondas mudam seu comportamento para mais perto do Sol e permitem que os cientistas construam uma imagem evolutiva mais completa do vento solar.
Contato com a mídia: Justyna.Surowiec@jhuapl.edu, 240-228-8103, Justyna.Surowiec@jhuapl.edu
O Laboratório de Física Aplicada, uma divisão sem fins lucrativos da Universidade Johns Hopkins, atende aos desafios nacionais críticos por meio da aplicação inovadora da ciência e da tecnologia. Para mais informações, visite www.jhuapl.edu .
Fonte: Johns Hopkins / 02-02-2020
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Hélio R.M.Cabral
(Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da
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. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
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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