O sol gosta de nos lembrar que a Terra é apenas uma parte de um conjunto sistema. Possui raios ultravioleta que podem queimar nossa pele e olhos e até mesmo conduzir à extinção. Sua luz pode desaparecer completamente durante um eclipse photo voltaic e arremessa tortuoso e emaranhado erupções solares e ejeções de massa coronal cheias de plasma para nós. Apesar da nossa ligação cósmica com o Sol, ainda existem numerosos mistérios científicos a desvendar sobre esta estrela crítica, particularmente o seu campo magnético.
“O sol não está simplesmente apagado em algum vazio do espaço ao qual não estamos conectados”, Sara Gibsonheliofísico do Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica (NCAR) da Nationwide Science Basis, no Colorado, conta Ciência Fashionable. “A aurora está na verdade nos mostrando essa conexão direta. Estamos conectados com o que está acontecendo no Sol através da luz e, em última análise, através de campos magnéticos.”
Agora, pela primeira vez, os cientistas realizaram medições quase diárias da campo magnético coronal do sol. Este ponto crítico só foi observado em incrementos irregulares e esta nova observação oferece uma visão mais dinâmica desta região photo voltaic. Com ele, poderíamos aprender mais sobre o que impulsiona as intensas tempestades solares que podem impactar tecnologias fundamentais aqui na Terra. As descobertas são detalhadas em um estudo publicado em 3 de outubro na revista Ciência.
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Qual é o campo magnético photo voltaic?
O campo magnético photo voltaic é o principal motor de tempestades e erupções solares. À medida que a sociedade se torna cada vez mais dependente da tecnologia, esta o clima espacial representa ameaças para redes de energia, sistemas de comunicação e tecnologias espaciais, como GPS e satélites.
“Precisamos entender o clima espacial. Precisamos prever o clima espacial. A grande lacuna no nosso conhecimento é que não temos medições do campo magnético na atmosfera do Sol, a sua coroa”, diz Gibson, co-autor deste novo estudo. “Essa é a parte que você vê durante um eclipse photo voltaic. O campo magnético controla a forma dessa atmosfera e controla onde está o plasma, onde está a ‘coisa’.”
Medir o magnetismo desta região normalmente requer equipamentos grandes e caros, que só foram capazes de estudar pequenas partes da coroa. No entanto, uma combinação de sismologia coronal e novos métodos de observação permite agora aos investigadores produzir visões consistentes e abrangentes do campo magnético da coroa international.
“O mapeamento international do campo magnético coronal tem sido uma grande parte que faltava no estudo do Sol,” Zihao Yangcoautor do estudo da Universidade de Pequim, na China, e pós-doutorado no NCAR, disse em um comunicado. “Esta pesquisa está nos ajudando a preencher uma lacuna essential na nossa compreensão dos campos magnéticos coronais, que são a fonte de energia para tempestades que podem impactar a Terra.”
Uma história de dois instrumentos
Os cientistas conseguiram medir rotineiramente o campo magnético na superfície do Sol, chamado fotosfera. Medir o campo magnético coronal, muito mais fraco, tem sido mais difícil, limitando uma compreensão mais profunda da estrutura tridimensional e da evolução do campo magnético da coroa.
Grandes telescópios como o Telescópio Photo voltaic Daniel K. Inouye da NSF (DKIST) pode medir os campos magnéticos coronais tridimensionais em profundidade. Com uma enorme abertura que mede 13 pés de diâmetro, o DKIST é o maior telescópio photo voltaic do mundo. Demonstrou recentemente a sua capacidade de fazer observações detalhadas do campo magnético coronal. No entanto, o DKIST não consegue mapear o Sol de uma só vez.
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Para tentar obter um mapeamento mais holístico, a equipe recorreu ao Polarímetro coronal multicanal atualizado (UCoMP). O UCoMP é mais adequado para dar aos cientistas uma imagem mais international do campo magnético coronal, mas numa resolução mais baixa e numa projeção bidimensional.
Como um eclipse, o UCoMP pode bloquear partes do sol. Ele usa um disco chamado coronógrafo para permitir aos cientistas medir a atmosfera do Sol. O UCoMP tem uma abertura muito menor em comparação com o DKIST – cerca de 7 polegadas – mas pode ter uma visão mais ampla que permite aos cientistas estudar o sol inteiro na maioria dos dias.
A equipe aplicou um método chamado sismologia coronal para rastrear ondas transversais magnetohidrodinâmicas (MHD) nos dados UCoMP. A partir das ondas MHD, eles poderiam criar um mapa bidimensional da força e direção do campo magnético coronal.
Durante o estudo UCoMP, a equipe produziu 114 mapas de campo magnético entre fevereiro e outubro de 2022, cerca de uma quase em dias alternados.
“Estamos entrando em uma nova period de pesquisa em física photo voltaic, onde podemos medir rotineiramente o campo magnético coronal”, disse Yang.
O uso conjunto das medições do DKIST e do UCoMP oferece uma visão mais holística do campo magnético coronal.
Obtendo a foto
Esse método de pesquisa também gerou primeiras medições do campo magnético coronal no regiões polares do sol. Esses pólos nunca foram observados diretamente porque a curva do Sol perto dos pólos o mantém fora da nossa visão da Terra.
Embora a equipe não tenha visto diretamente os pólos do Sol, eles fizeram medições do magnetismo emitido por eles pela primeira vez. A melhoria da qualidade dos dados fornecida pelo UCoMP e pelo sol aproximando-se do seu máximo photo voltaic ajudou-os a obter esta primeira medição do tipo. As emissões geralmente fracas da região polar foram muito mais fortes, o que torna mais fácil a obtenção de resultados do campo magnético coronal nas regiões polares.
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A equipa continuará a investigar os campos magnéticos, nomeadamente captando a terceira dimensão do campo magnético. Obter uma visão 3D é particularmente importante para compreender como a coroa é energizada antes de uma erupção photo voltaic.
“É a primeira vez que vemos o campo magnético coronal international, mas ainda parece uma versão 2D de algo 3D”, diz Gibson.”
Eventualmente, a combinação de um grande telescópio e um campo de visão international será necessária para medir todas as reviravoltas tridimensionais por trás das erupções solares. A proposta Observatório Coronal de Magnetismo Photo voltaic (COSMO), uma refração photo voltaic telescópio com quase um metro e meio de diâmetro que atualmente está passando por seu estudo last de projeto.
