A espaçonave Solar Orbiter descobriu pequenos jatos que podem impulsionar o vento solar

Um buraco coronal no Sol

O Solar Orbiter descobriu pequenos jatos vindos do Sol, o que poderia explicar a origem do vento solar. Isto desafia as crenças tradicionais sobre a geração eólica, com novos dados sugerindo emissões intermitentes. As descobertas também podem ter implicações para a compreensão das atmosferas de outras estrelas. Crédito: ESA e NASA/Solar Orbiter/EUI Group; Crédito: Lakshmi Pradeep Chitta, Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar

ESA/NASA A sonda Solar Orbiter detectou vários pequenos jatos de material ejetado da atmosfera externa do Sol. Cada jato dura de 20 a 100 segundos e esgota Plasma A velocidades de cerca de 100 km/s (60 milhas/s) ou 360.000 km/h (220.000 mph), estes jatos podem ser a fonte de longa duração do vento solar.

Compreendendo o vento solar

O vento solar é composto de partículas carregadas chamadas plasma, que são constantemente ejetadas do Sol. Ele se espalha pelo espaço interplanetário, colidindo com qualquer coisa em seu caminho. Quando o vento solar colide com o campo magnético da Terra, cria a aurora.

Embora o vento solar seja uma característica fundamental do Sol, compreender como e onde ele se forma perto do Sol tem se mostrado difícil e tem sido um importante foco de estudo há décadas. Agora, graças aos seus excelentes instrumentos, a Solar Orbiter deu-nos um importante passo mais perto.

Pequenos jatos escapam do Sol

Este mosaico de imagens mostra numerosos pequenos jatos de material ejetados da atmosfera externa do Sol. As imagens são da espaçonave Solar Orbiter da ESA/NASA. Elas são mostradas como linhas escuras na superfície solar neste mosaico. Embora as imagens sejam ‘negativas’, ou seja, os jatos são mostrados escuros, eles são um flash brilhante contra a superfície solar. Crédito: ESA e NASA/Solar Orbiter/EUI Group; Crédito: Lakshmi Pradeep Chitta, Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar, CC BY-SA 3.0 IGO

Imagens de alta resolução da superfície do Sol

Os dados vêm do instrumento Extreme Ultraviolet Imager (EUI) da Solar Orbiter. Imagens do pólo sul do Sol obtidas pela EUI em 30 de março de 2022 revelam uma série de características tênues e de curta duração associadas a pequenos jatos de plasma ejetados da atmosfera do Sol.

“Só conseguimos detectar estes pequenos jactos devido às imagens sem precedentes de alta resolução e alta cadência produzidas pelo EUI,” afirma Lakshmi Pradeep Chitta do Instituto Max Planck para a Investigação do Sistema Solar da Alemanha e autor principal do artigo que descreve o trabalho. . Especificamente, as imagens foram tiradas no canal ultravioleta extremo do High Resolution Imager da EUI, que monitora plasma solar de milhões de graus em um comprimento de onda de 17,4 nanômetros.

Notavelmente, a análise mostra que estas características são causadas pela ejeção de plasma da atmosfera solar.

Este filme foi criado a partir de observações feitas pela ESA/NASA Solar Orbiter entre 04h30 e 04h55 de 30 de março de 2022. UTC, e foi publicado anteriormente no ano passado. Mostra um “buraco coronal” perto do pólo sul do Sol. A análise subsequente revelou vários pequenos jatos liberados durante a observação. Eles aparecem como pequenos flashes de luz brilhante ao longo do filme. Cada um ejeta partículas carregadas chamadas plasma no espaço. O círculo representa o tamanho da Terra. Crédito: ESA e NASA/Solar Orbiter/EUI Group; Crédito: Lakshmi Pradeep Chitta, Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar

Estruturas magnéticas e o vento solar

Os investigadores sabem há décadas que uma parte significativa do vento solar está associada a estruturas magnéticas chamadas buracos coronais – regiões onde o campo magnético do Sol não retorna para o Sol. Em vez disso, o campo magnético se estende mais profundamente no sistema solar.

O plasma flui ao longo dessas linhas “abertas” do campo magnético e viaja até o sistema solar, formando o vento solar. Mas a questão é: como começou o plasma?

A suposição tradicional é que à medida que a coroa aquece, ela se expande naturalmente e parte dela escapa para o campo. Mas estes novos resultados analisam o buraco coronal localizado no pólo sul do Sol, e os jactos individuais revelados desafiam a suposição de que o vento solar se forma apenas num fluxo contínuo e constante.

“Uma das conclusões aqui é que o fluxo não é realmente uniforme em grande medida, e a omnipresença dos jactos sugere que o vento solar pode formar um fluxo muito intermitente a partir de buracos coronais,” afirma Andre Zhukov do Observatório Real da Bélgica. , colaborador da missão que liderou a Campanha de Observação Solar Orbiter.

O Solar Orbiter da ESA está voltado para o Sol

A missão Solar Orbiter da ESA encontrará o Sol a partir da sua órbita mais próxima em torno de Mercúrio. Crédito: ESA/ATG medialab

Análise Energética de Jatos

A energia associada a cada jato é pequena. Na extremidade superior dos eventos coronais estão as erupções solares de classe X e na extremidade inferior estão as nanoflares. Um X-flare tem um bilhão de vezes a energia de um nanoflare. Os minúsculos jatos detectados pela Solar Orbiter são ainda menos energéticos, exibindo mil vezes menos energia do que uma nanoflare e expelindo grande parte dessa energia para o plasma.

Eles são onipresentes, com novas observações sugerindo que eles ejetam uma fração significativa do material que vemos no vento solar. E eventos menores e mais frequentes podem ser ainda maiores.

“Penso que é um passo significativo encontrar algo no disco que contribua definitivamente para o vento solar,” disse David Bergmans do Observatório Real da Bélgica e investigador principal do instrumento EUI.

Observações futuras e implicações mais amplas

Atualmente, o Solar Orbiter ainda está orbitando o Sol próximo ao seu equador. Portanto, nestas observações, o EUI olha para o Pólo Sul de um ângulo raso.

“Algumas das propriedades destes pequenos jatos são difíceis de medir quando vistos de lado, mas dentro de alguns anos, iremos vê-los de uma perspetiva diferente da de qualquer outro telescópio ou observatório, por isso, juntos, isso deverá ajudar muito,” ele diz. Daniel Müller, Cientista do Projeto da ESA para a Solar Orbiter.

Porque à medida que a missão continua, a nave espacial irá Ele gradualmente se inclina em sua órbita Em direção às regiões polares. Ao mesmo tempo, a actividade do Sol irá progredir ao longo do ciclo solar e buracos coronais começarão a aparecer em diferentes latitudes, proporcionando uma nova perspectiva única.

À medida que este trabalho se estende para além do nosso próprio sistema solar, todos os envolvidos estarão ansiosos por ver que novos conhecimentos poderão obter.

Apenas o Sol pode observar a sua atmosfera com tanto detalhe, mas o mesmo processo provavelmente ocorre noutras estrelas. Isto faz destas observações a descoberta de um processo astrofísico fundamental.

Referência: LB Chitta, AN Zhukov, D Bergmans, H Peter, S Parenti, S Mandal, R Asner Cuadrado, U Schuhle, L. Deriaga, F. Acher, K. Barczynski, E. Buchlin, Harrah L, Kraaikamp E, Long DM, Rodriguez L, Schwanitz C, Smith PJ, Verbeeck C e Seaton DB. Ciência.
DOI: 10.1126/science.ade5801

Solar Orbiter é uma missão espacial de colaboração internacional entre a ESA e a NASA, operada pela ESA.

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