O Sol é Um Mistério Ardente que Pode Ser Desvendado em Breve

O lançamento histórico do novo Orbitador Solar Europeu ajuda a fomentar uma nova era dourada sobre a compreensão da nossa estrela mais próxima.

Wednesday, February 19, 2020,
Por Nadia Drake
Esta ilustração mostra o Orbitador Solar da Agência Espacial Europeia em frente ao sol, durante a ...
Esta ilustração mostra o Orbitador Solar da Agência Espacial Europeia em frente ao sol, durante a sua aproximação à estrela.
Fotografia de ESA/ATG medialab (ILUSTAÇÃO)

No dia 9 de fevereiro, um foguetão iluminou o céu noturno da Flórida, transportando uma sonda em direção a uma aventura inédita ao sol.

Apesar de a nossa estrela atravessar todos os dias os nossos céus, os humanos só viram o sol de uma perspetiva: de frente, a partir de um plano planetário. O Orbitador Solar da Agência Espacial Europeia, ou SolO, está prestes a mudar isso, pois foi projetado para fazer um reconhecimento detalhado do sol que permitirá observar as suas regiões polares anteriormente invisíveis.

A partir deste ponto de vista único, o conjunto de 10 instrumentos da sonda SolO vai ajudar a descobrir como é que a estrela envia correntes de partículas energéticas, ou vento solar, para todo o sistema planetário. E também vai ajudar a perceber o que controla o ciclo magnético de 11 anos do sol, que varia de intensidade e cria flutuações imprevistas na atividade solar.

“Não compreendemos este processo no seu âmago”, diz Daniel Müller, da Agência Espacial Europeia (ESA), cientista do projeto SolO. “Felizmente, estamos a preencher esta lacuna com o Orbitador Solar.”

Factos sobre o Sol

A compreensão destas forças motrizes não é simplesmente uma questão académica; pode melhorar a segurança de vida na Terra. As alterações na atividade magnética do sol resultam em erupções solares poderosas e carregadas de energia que podem derrubar redes energéticas, desativar satélites, e também podem ser letais para os humanos no espaço sideral. Neste momento, a humanidade não consegue prever quando, ou com que intensidade, estas erupções podem afetar o nosso planeta.

“A compreensão destes processos fundamentais, os processos físicos que ocorrem na região interna da atmosfera solar, pode realmente fazer a diferença”, diz Holly Gilbert, cientista de projetos da NASA para a SolO.

O lançamento da SolO acontece numa altura particularmente interessante para a  monitorização solar; e é apenas um de vários projetos novos centrados no sol que oferecem oportunidades para uma exploração científica ainda mais robusta sobre a nossa estrela.

“É um bom momento para se ser heliofísico”, diz Nicola Fox, diretora da divisão de heliofísica da NASA. “Ter este tipo de empreendimento coordenado pode fazer uma diferença enorme no tipo de ciência que conseguimos fazer.”

Época dourada para o estudo do sol
Aparentemente, o sol nunca esteve tanto no centro das atenções como agora.

Na primeira semana de fevereiro, o telescópio terrestre Solar Daniel K. Inouye, ou DKIST, divulgou imagens fascinantes da superfície solar. Estas imagens revelam que a superfície do sol borbulha muito lentamente, com células de plasma do tamanho do Texas.

Esta imagem, captada pelo Telescópio Solar Daniel K. Inouye, divulgada em fevereiro de 2020, é a imagem de maior resolução da superfície do sol captada até agora. A imagem mostra as enormes estruturas celulares que são criadas pelos movimentos violentos – à medida que o calor interno da estrela é transportado para fora.
Fotografia de NSO/NSF/AURA

Em dezembro, a Sonda Parker Solar da NASA divulgou as suas primeiras observações, recolhidas enquanto a sonda orbitava extremamente perto do sol. E na primeira semana de fevereiro, uma edição especial do Astrophysical Journal revelou cerca de 40 estudos adicionais sobre esta missão. Nestes estudos encontramos as primeiras observações sobre as ondas magnéticas “rebeldes”; a primeira sugestão de um ambiente livre de poeira em torno do sol; o primeiro vislumbre de uma ejeção primitiva de partículas; e a impressionante descoberta de que o vento solar está a acelerar lateralmente de forma muito mais rápida do que o esperado, algo que pode afetar drasticamente a evolução estelar.

A Sonda Parker Solar está a fazer estas observações enquanto mergulha na coroa do sol, uma cobertura enigmática de gás e partículas aquecidas a milhões de graus. Ao longo da sua jornada de 7 anos, a sonda vai aproximar-se cada vez mais do sol a cada órbita, chegando eventualmente a pouco mais de 6 milhões de km da superfície ardente da estrela.

E a Sonda Parker Solar vai poder fazer parceria com a nova sonda SolO, mas esta última não se vai aproximar tanto do sol.

A sonda SolO vai orbitar a Terra e Vénus para ganhar assistência gravitacional de ambos planetas, sendo assim catapultada para mais perto do sol. Durante os próximos 5 anos, a gravidade de Vénus vai impulsionar a sonda para uma órbita inclinada que vai permitir a observação dos polos solares – e espera-se que este primeiro vislumbre dos polos do sol aconteça em 2025.

“Cada órbita vai atingir mais elevação, portanto, de certa maneira, estamos a descascar as regiões polares aos poucos” diz Gilbert.

As sondas vão conseguir fazer observações de alta resolução sobre o que pode ser o ambiente mais dinâmico e extremo do sistema solar. Circulando o sol em conjunto, as sondas vão observar de que forma o vento solar primitivo, ou as partículas exaladas infinitamente pelo sol, evolui à medida que se espalha pelo sistema solar. E a SolO tem uma câmara integrada que pode captar imagens dos locais por onde a Sonda Parker Solar está a passar.

“Vai ser uma sinergia muito boa”, diz Gilbert. “Isto pode fornecer informações contextuais e, enquanto a Sonda Parker mede o plasma atual, a SolO capta as imagens.”

Enquanto os dois orbitadores giram em torno do sol, o telescópio DKIST – a partir da sua localização no Havai, no topo do Haleakalā, em Maui – vai observar a superfície solar com mais pormenores do que qualquer uma das sondas. Isto deve-se, em parte, ao seu espelho de 4 metros, que é muito maior do que o do Telescópio Espacial Hubble.

“O DKSIT consegue fazer coisas que não poderíamos fazer no espaço”, diz Müller. “O telescópio tem uma resolução sem precedentes na parte visível do espectro.”

“Não é por acaso que o sol está finalmente a ter a sua oportunidade de brilhar”, diz Kelly Korreck, heliofísica no Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian e uma das principais investigadoras responsável por um dos instrumentos a bordo da Sonda Parker Solar. “Estes novos observatórios, terrestres e espaciais, são o culminar de décadas de planeamento e desenvolvimento tecnológico, sem os quais estas explorações seriam impossíveis.”

“A tecnologia já evoluiu o suficiente”, diz Kelly, “e agora podemos fazer estas missões mais ambiciosas.”

Ciência distinta da SolO
Entretanto, as observações polares feitas pela SolO podem adicionar uma peça crucial e ausente do puzzle sobre o ciclo magnético do sol. Os cientistas sabem que a atividade do sol diminui e flui ao longo de um período de 11 anos – mas as teorias que descrevem a forma como isto funciona nunca foram capazes de corresponder às observações físicas. Existe uma razão para estas lacunas, diz Müller: a ausência de dados detalhados sobre as regiões polares solares. Em meados dos anos 1990 e início dos anos 2000, a sonda Ulysses teve um vislumbre dos polos do sol, embora a uma distância enorme e sem uma câmara a bordo.

“Não sabemos como são os polos e acreditamos que precisamos realmente destes dados para desvendar alguns dos mistérios do ciclo magnético”, diz Müller. “Esse tem sido o nosso ângulo morto.”

Com uma visão global mais abrangente, os cientistas podem conseguir aprofundar os seus conhecimentos sobre as complexidades dos ciclos magnéticos e sobre a forma como a energia se manifesta na superfície da estrela. Os ciclos e ondas magnéticas podem ser extremamente poderosos, e as recém-descobertas “ondas rebeldes” podem explicar porque razão é que a coroa é mais quente do que a superfície do sol.

Os ciclos, com arcos que se erguem muito acima da superfície solar, são geralmente os locais onde nascem as explosões solares. Ocasionalmente, estas explosões lançam partículas supersónicas para o espaço, chamadas ejeções de massa coronal, ou CME. Se uma destas rajadas se aproximar da Terra, pode ter efeitos catastróficos.

Em 1859, uma CME particularmente forte estragou telégrafos e iluminou os céus da Terra com auroras tão brilhantes que pareciam a luz do dia. Este evento, agora chamado de Evento de Carrington, é o tipo de ocorrência do clima espacial que os cientistas esperam conseguir prever com a maior antecedência possível.

Com um sistema de alerta precoce, os satélites e redes energéticas mais vulneráveis podem ser proativamente desativados, e qualquer humano em órbita, ou no espaço sideral, pode tentar proteger-se.

“Nós conseguimos mitigar os efeitos destes eventos, mas precisamos de compreender quando é que o sol vai estar ativo e de que forma isso pode interagir com a magnetosfera da Terra”, diz Korreck. “À medida que nos tornamos cada vez mais dependentes de satélites para as comunicações, e vamos para a Lua ou Marte e nos tornamos seres que viajam no espaço, precisamos de compreender os perigos para a tripulação e para os dispositivos eletrónicos.”

Para além disso, uma compreensão mais detalhada sobre o funcionamento do sol também pode oferecer informações sobre as perspetivas de vida noutros planetas que orbitam estrelas semelhantes à nossa.

“Existe outra coisa que para mim é fantástica: é uma estrela”, diz Fox. “Estamos a descobrir como é que uma estrela funciona. E isso tem aplicações para as estrelas noutros sistemas estelares.”
 

Este artigo foi publicado originalmente em inglês no site nationalgeographic.com

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