Girinos solares gigantes nadam na atmosfera do Sol

2003-04-18

Girinos solares \"nadam\" de regresso ao Sol durante a ejecção de massa coronal ocorrida em 21 de Abril de 2002. Observado pela sonda TRACE. Crédito: NASA.
Se já foi afectado por um corte de energia com um tempo perfeitamente normal, ou viu o seu telemóvel "morrer" sem razão aparente, pode ter experimentado os efeitos de enormes explosões que se dão na superfície do Sol
Sol
O Sol é a estrela nossa vizinha, que se encontra no centro do Sistema Solar. Trata-se de uma estrela anã adulta (dita da sequência principal) de classe espectral G. A temperatura na sua superfície é aproximadamente 5800 graus centígrados e o seu raio atinge os 700 mil quilómetros.
. Estruturas escuras do tamanho da Terra, cujas formas lembram as dos girinos, foram vistas a "nadar" na atmosfera
atmosfera
1- Camada gasosa que envolva um planeta ou uma estrela. No caso das estrelas, entende-se por atmosfera as suas camadas mais exteriores. 2- A atmosfera (atm) é uma unidade de pressão equivalente a 101 325 Pa.
do Sol depois de aquecida a milhões de graus por uma grande explosão. As observações foram realizadas por uma equipa de cientistas usando a sonda TRACE
Transition Region and Coronal Explorer (TRACE)
A sonda TRACE faz parte do programa de pequenos exploradores da NASA (SMEX) e foi lançada a 1 de Abril de 1998 para estudar a região acima da fotosfera e a coroa solar. Os seus objectivos científicos podem dividir-se em três áreas: seguir a evolução de estruturas do campo magnético desde o interior do Sol até à coroa; investigar os mecanismos de aquecimento da atmosfera solar mais exterior; investigar as causas e condições em que ocorrem fulgurações solares e ejecções de massa coronal.
(acrónimo de Transition Region and Coronal Explorer), da NASA
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Entidade norte-americana, fundada em 1958, que gere e executa os programas espaciais dos Estados Unidos da América.
.

Espera-se que esta observação contribua para o entendimento da física da recombinação magnética
reconexão magnética
A reconexão magnética é um processo físico fundamental que ocorre em plasmas magnetizados em torno da Terra, do Sol e das outras estrelas, e ainda em reactores de fusão. Este processo modifica a topologia dos campos magnéticos através do rompimento e da reconexão das linhas de força. Ao fazê-lo, a energia magnética pode ser convertida noutros tipos de energia, como por exemplo energia cinética, calor, ou luz.
, o processo que se crê alimentar as explosões solares, que ocasionalmente chegam a paralisar comunicações por satélite e centrais eléctricas.

A explosão de 21 de Abril de 2002 foi uma protuberância solar de classe X, o tipo mais potente, que libertou energia equivalente a mil milhões de bombas atómicas de uma megatonelada
megatonelada (Mt)
Uma megatonelada (Mt) é a energia da explosão de um milhão de toneladas de TNT, que corresponde a cerca de 4,2 x 1015 J.
. Esta explosão esteve também associada a uma ejecção de massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
coronal (EMC), que é uma erupção de vários milhares de milhões de toneladas
tonelada (t)
A tonelada (t) é uma unidade de massa equivalente a 1000 kg.
de gás ionizado
ionização
Processo pelo qual um átomo (ou molécula) electricamente neutro ganha ou perde um ou mais electrões, transformando-se num ião.
(plasma
plasma
O plasma é um gás completamente ionizado, em que a temperatura é demasiado elevada para que os átomos existam como tal, sendo composto por electrões e núcleos atómicos livres. É chamado o quarto estado da matéria, para além do sólido, líquido e gasoso.
) para o espaço.

Os girinos são misteriosos, em parte, devido ao seu comportamento. Na vizinhança de uma protuberância associada a uma EMC, a maior parte da matéria está a afastar-se da superfície solar. No entanto, os girinos movem-se em direcção à superfície com velocidades entre os 30 e os 600 km/s, algo que não era esperado.

A sonda TRACE observa a luz ultravioleta
ultravioleta
O ultravioleta á a banda do espectro electromagnético que cobre a gama de comprimentos de onda entre os 91,2 e os 350 nanómetros. Esta radiação é largamente bloqueada pela atmosfera terrestre.
devida a iões
ião
Átomo ou molécula que perdeu ou ganhou um ou mais electrões.
de ferro do plasma solar, a duas temperaturas: 1,5 milhões e 10 milhões de graus Celsius. As teorias que explicam os girinos contemplavam a possibilidade de que fossem densos borbotos de plasma, com temperaturas não detectáveis pela TRACE, que absorvem a radiação
radiação electromagnética
A radiação electromagnética, ou luz, pode ser considerada como composta por partículas (os fotões) ou ondas. As suas propriedades dependem do comprimento de onda: ondas ou fotões com comprimentos de onda mais longos traduzem radiação menos energética. A radiação electromagnética, ou luz, é usualmente descrita como um conjunto de bandas de radiação, como por exemplo o infravermelho, o rádio ou os raios-X.
ultravioleta proveniente do plasma situado atrás, ou que fossem cavidades no plasma.

Ainda que ambos as situações pudessem criar as regiões escuras patentes nas imagens da TRACE, os novos dados, em conjunto com observações realizadas por outras sondas, convenceram os cientistas de que os girinos são de facto cavidades magnéticas super-aquecidas no plasma. Estas cavidades formam-se quando os laços magnéticos da atmosfera solar se recombinam e voltam para a superfície, seguindo-se uma protuberância e uma EMC. De acordo com estes resultados, os girinos são escuros simplesmente porque têm muito pouca matéria.

Imagine-se um balão de ar quente a elevar-se do solo e que, ao mesmo tempo, vai arrastando e esticando umas amarras elásticas que estão presas na parte superior do balão. As amarras são como o campo magnético
campo magnético
O campo magnético é a região em torno de um corpo na qual é detectada uma força magnética. Os campos magnéticos actuam apenas em partículas electricamente carregadas. Campos magnéticos fracos são por exemplo gerados por efeito de dínamo no interior dos planetas e luas, enquanto que campos magnéticos mil milhões de vezes mais fortes podem ser gerados em estrelas e galáxias. Os campos magnéticos são capazes de controlar o movimento de gás ionizado e até moldar a forma dos corpos por eles actuados.
e o balão representa a EMC. À medida que o balão sobe, as amarras esticam-se, aproximam-se umas das outras e começam a emaranhar-se debaixo do balão. Se as amarras se comportassem como campos magnéticos, em vez de simplesmente se romperem, os pedaços rotos combinar-se-iam uns com os outros, formando novas ligações (recombinação magnética).

Se este emaranhar e recombinar durar tempo suficiente, os segmentos das amarras que estão atados ao solo recombinam-se uns com os outros e colapsam para a superfície. É este colapso que confere aos girinos o seu movimento descendente. Os segmentos atados ao balão recombinam-se uns com os outros e são levados pela EMC na forma de campos magnéticos embebidos.

Aparentemente, os girinos são tubos magnéticos recombinados, cuja pressão magnética mantém temporariamente afastado o plasma circundante, formando uma cavidade no plasma. Com muito pouco, ou nenhum, plasma no interior dos tubos, não há emissão ultravioleta e aparecem os borbotos escuros (girinos). Depois da recombinação, os tubos magnéticos encolhem e, à medida que vão descendo as cavidades, vão sendo progressivamente enchidos com o plasma quente, vindo de baixo, até que desaparecem.

Ainda não se sabe exactamente como funciona a recombinação magnética, mas as observações da TRACE impõem restrições observacionais que permitem eliminar várias das teorias existentes. Um entendimento mais profundo da recombinação magnética permitirá ajudar a prever quando uma região altamente magnetizada do Sol poderá gerar uma protuberância ou EMC.

Fonte: http://www.gsfc.nasa.gov/news-release/releases/2003/03-36.htm