Ondas lentas descobertas no Sol tocam as “notas” mais graves já registradas

Cientistas observaram, pela primeira vez, ondas de plasma na superfície do Sol se movendo quase tão lentamente quanto o caminhar de uma pessoa. Eles analisaram dez anos de dados coletados pelo Solar Dynamics Observatory, da NASA, e detectaram os redemoinhos se espalhando a 5 km/h, os mais lentos já observados até agora. Eles também são muito maiores que todas as ondas encontradas até então.

Longe de ser uma esfera sólida, o Sol é mais semelhante a uma cebola, com um núcleo recheado de elementos como hidrogênio e hélio em constante fusão nuclear, e camadas externas de plasma. E, assim como a Terra, ele gira em torno de si mesmo, mas em diferentes velocidades dependendo da latitude. Por exemplo, as regiões polares completam uma volta a cada 34,4 dias, enquanto o equador da estrela leva apenas 25 dias.

Essas diferenças de velocidade entre as várias regiões da superfície solar são conhecidas como rotação diferencial do Sol, e estão diretamente relacionadas com as ondas lentas. Os pesquisadores do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar (MPS) e da Universidade de Göttingen descobriram essa relação usar modelos de computador para tentar compreender a formação desses redemoinhos.

Oscilações curtas e longas do Sol

Na década de 1960, os cientistas descobriram que o Sol toca “notas” como um sino. Não são oscilações acústicas por natureza, mas podem ser convertidas em som. São milhões de modos com períodos curtos de cerca de 5 minutos, agitados por turbulência convectiva perto da superfície solar. Desde então, as oscilações têm sido observadas continuamente por cientistas para aprender sobre a estrutura interna e dinâmica da estrela.

Além das oscilações de 5 minutos, a existência das oscilações de período muito mais longo no Sol e estrelas em geral foi prevista há mais de 40 anos, mas ainda não haviam sido encontradas até agora. É que para detectá-las, é necessário medir movimentos horizontais na superfície do Sol ao longo de muitos anos, e foi exatamente isso o que o SDO fez. Com os dados deste observatório, os cientistas finalmente encontraram as oscilações lentas, movendo-se a 5 km/h.

A equipe observou nas simulações vários tipos de ondas de vários tamanhos, oscilando com várias frequências. Enquanto algumas delas eram mais rápidas em torno dos polos, outras tiveram maior velocidade em latitudes médias ou ao redor do equador. Além da rotação diferencial do Sol, esses fenômenos ocorrem por causa da força dos movimentos turbulentos da zona convectiva, que é a região onde o plasma mais interno sobe à superfície para transferir calor.

Processos solares em conjunto

Da camada externa até 200 mil km abaixo da superfície solar, o plasma solar não é denso ou quente o bastante para transferir o calor do interior do Sol para fora através da radiação. Por isso, a convecção térmica ocorre à medida que colunas térmicas se erguem em direção à superfície. Quando esse material chega na superfície, perde temperatura e cai de volta em direção à base da zona de convecção, onde recebe calor, recomeçando o ciclo novamente.

Cientistas já sabiam que as tais ondas se formam devido a essa movimento, aliado à rotação diferencial do Sol. As oscilações recém-descobertas, no entanto, podem ajudar a explicar alguns dos mistérios do Sol, incluindo os ciclos de dez anos e as manchas solares. É que as colunas na zona de convecção geram um pequeno dínamo magnético que produz polos norte e sul magnéticos em toda a superfície, que por sua vez controlam os ciclos solares.

Por isso, a equipe espera que os modelos computacionais ajudem a ampliar a compreensão de alguns dos processos que conduzem o comportamento de nossa estrela, em especial o dínamo solar. “Os modelos nos permitem olhar o interior do Sol e determinar a estrutura tridimensional completa das oscilações”, disse Yuto Bekki, estudante de pós-graduação no MPS e co-autor do artigo que descreve as descobertas.

Ainda falta um bom caminho a percorrer para compreender esse mecanismo em sua totalidade, mas o estudo vale a pena, pois, em última análise, são estes os processos que resultam em eventuais tempestades solares. Os cientistas terão melhores resultados nos próximos anos, quando um modelo de computador que está sendo desenvolvido como parte do projeto WHOLESUN, estiver disponível.

Fonte: Max Planck Institute, Space.com