Os cientistas finalmente descobriram as ondas ocultas que impulsionam a coroa do Sol

As descobertas foram publicadas em 24 de outubro Astronomia NaturalIsto foi conseguido usando o poderoso Telescópio Solar Daniel K Inouye da Fundação Nacional de Ciência dos EUA (NSF), no Havaí. Com esta descoberta, os cientistas finalmente sabem que a camada externa do Sol, a coroa, atinge milhões de graus, e a sua superfície está a 5.500°C.

Compreendendo as ondas Alfvén e seu papel

As ondas de Alfvén são ressonâncias magnéticas que se movem através do plasma, previstas pela primeira vez em 1942 pelo ganhador do Nobel Hans Alfvén. Versões maiores destas ondas já foram vistas antes, muitas vezes ligadas a explosões solares. No entanto, esta nova observação marca a primeira vez que os cientistas capturaram evidências de um tipo de torque pequeno e persistente que poderia fornecer energia contínua ao Sol.

O professor Richard Morton, da UKRI Future Chair Fellow, da Northumbria University, liderou o estudo. Ele explicou: “Esta descoberta encerra uma longa busca por essas ondas que começou na década de 1940. Finalmente, esses movimentos de torção podem ser vistos diretamente à medida que torcem as linhas do campo magnético para frente e para trás na coroa.”

Um avanço tecnológico com o telescópio solar Inouye

O instrumento mais avançado já construído para estudar a coroa do Sol, Daniel K. A descoberta foi possível graças ao espectropolarímetro criogênico de infravermelho próximo (Cryo-NIRSP) do Telescópio Solar Inouye. O instrumento pode detectar estruturas muito finas na atmosfera solar e medir até o menor movimento do plasma.

O espelho de quatro metros do telescópio – quatro vezes maior que qualquer telescópio solar anterior – torna-o na instalação mais poderosa do seu tipo. Operado pelo Laboratório Solar Nacional da NSF, representa mais de vinte anos de colaboração global. A Northumbria University contribuiu através de um consórcio do Reino Unido que projetou as câmeras para o Visible Broadband Imager do telescópio, com base na sólida experiência da empresa em pesquisa solar.

Monitorando ferro superaquecido em corona

O professor Morton teve tempo para observar enquanto o telescópio ainda estava sendo testado. Usando o Cryo-NIRSP, sua equipe acompanhou o movimento do ferro na coroa, aquecido a extraordinários 1,6 milhão de graus Celsius.

A chave para identificar as indescritíveis ondas de torção veio dos novos métodos de análise de dados desenvolvidos por Morton. Como ele explica: “O movimento do plasma na coroa do Sol é dominado por movimentos de oscilação. Estes mascaram os movimentos de torção, por isso tive que desenvolver uma forma de remover a oscilação para encontrar a torção.”

Ao contrário das ondas “torcidas” mais familiares que agitam sistemas magnéticos inteiros e podem ser vistas em vídeos solares, as ondas torcionais de Alfvén produzem um movimento de torção sutil que só pode ser detectado espectroscopicamente. Isto significa que os cientistas podem medir como o plasma se aproxima e se afasta da Terra, criando padrões reveladores de vermelho e azul em lados opostos dos sistemas magnéticos.

Desvendando os segredos do calor e da energia solar

A descoberta lança uma nova luz sobre como funciona a atmosfera do Sol. A coroa, visível durante um eclipse solar total, pode exceder um milhão de graus Celsius – quente o suficiente para expulsar partículas carregadas para o vento solar que preenche o nosso sistema solar.

A pesquisa envolveu cientistas da Universidade de Pequim (China), KU Leuven (Bélgica), Universidade Queen Mary de Londres, da Academia Chinesa de Ciências e do Observatório Solar Nacional NSF no Havaí e no Colorado, e representa um esforço internacional mais amplo.

Compreender como as ondas de Alfvén se comportam é de importância prática para prever o clima espacial. O vento solar contém perturbações magnéticas que podem interferir no GPS, nos satélites e nas redes elétricas da Terra. Estas ondas recentemente observadas podem explicar os “ziguezagues magnéticos”, explosões de energia no vento solar recentemente detectadas pela Parker Solar Probe da NASA.

“Esta pesquisa fornece validação essencial para uma série de modelos teóricos que descrevem como a turbulência das ondas de Alfvén impulsiona a atmosfera solar”, disse o professor Morton. “As observações diretas finalmente nos permitem testar esses modelos em relação à realidade.”

Pesquisas futuras e descobertas atuais

A equipe espera que a descoberta leve a mais investigações sobre como essas ondas se propagam e dissipam energia na coroa. A capacidade do instrumento Cryo-NIRSP do Telescópio Solar Daniel K. Inouye de fornecer espectros de alta qualidade abre novas possibilidades para o estudo da física das ondas na atmosfera solar.

Esta pesquisa foi apoiada pela UKRI Future Leaders Fellowship, pela National Natural Science Foundation of China e pelo programa Horizon Europe da União Europeia.

Este é o terceiro artigo do Professor Morton este ano sobre sua pesquisa sobre as ondas de Alfvén. Artigo em abril de 2025 Ondas Alfvénicas coronais de alta frequência observadas com DKIST/Cryo-NIRSPPublicado No Jornal Astrofísico, Seguindo o papel Sobre a origem das ondas coronais AlfvénicasLançado em junho de 2025 Cartas de diários astrofísicos.