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Novas observações solucionam mistério envolvendo as camadas do Sol que já durava cinco décadas

Ondas magnéticas, geradas por milhares de microexplosões que ocorrem a cada segundo na estrela, são responsáveis por diferença de composição química observada entre as diferentes camadas.

Há décadas, os cientistas debatem por que a camada externa do Sol, chamada corona, possui uma composição química muito diferente, e uma temperatura muito superior, às camadas mais internas da estrela.

Uma explicação proposta é que a camada intermediária, a chamada cromosfera, abrigaria ondas magnéticas capazes de exercer uma força capaz de separar o plasma do Sol em componentes diferentes. Dessa forma, apenas as partículas que são eletricamente carregadas, chamadas íons, conseguem chegar até à corona, enquanto as partículas que são eletricamente neutras ficam para trás. Isso terminaria por acumular elementos como ferro, silício e magnésio nas camadas exteriores.

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Agora, em um novo estudo publicado na revista The Astrophysical Journal, os pesquisadores recorreram a observações feitas por um telescópio no Novo México, nos Estados Unidos, e por satélites em órbita da Terra para identificar uma ligação entre a ocorrência de ondas magnéticas na cromosfera e a existência de quantidades abundantes de partículas ionizadas na camada mais externa e mais quente.

A principal autora do artigo, Deborah Baker, explica que as diferenças de composição química entre as camadas internas e externas do Sol foram notadas há 50 anos, e desde então esta se tornou uma das principais questões em aberto da astrofísica. Afinal, as camadas estão ligadas fisicamente, e a matéria que se encontra na corona tem origem na camada mais interna, a fotosfera.

“Agora, graças a uma combinação especial de observações da atmosfera solar feitas desde a Terra e do espaço, feitas quase simultaneamente, foi possível detectar definitivamente a existência de ondas magnéticas na cromosfera, e relacionar isso a uma abundância de elementos na corona que não são encontrados nas regiões internas do Sol”, diz Baker.

Ela diz que compreender os processos que moldam a corona ajudará a entender melhor o fenômeno do vento solar, um fluxo de partículas carregadas que deixa o Sol e se projeta no espaço, e que ao chegar à Terra pode, por exemplo, danificar satélites e instalações elétricas na superfície do nosso planeta.

As novas descobertas foram um desdobramento de outro trabalho, do qual participaram muitos dos mesmos cientistas, e que foi publicado no mês passado na revista Philosophical Transactions of the Royal Society. Aquele trabalho conseguiu determinar a ocorrência de ondas magnéticas na cromosfera, e descartou outras explicações que poderiam gerar oscilações magnéticas similares.

A existência dessas ondas magnéticas, que são na verdade íons que vibram e viajam numa certa direção, foi teorizada pela primeira vez em 1942. Acredita-se que essas ondas são geradas por milhões de miniexplosões que ocorrem na corona a cada segundo.

Os pesquisadores conseguiram identificar a direção de deslocamento das ondas ao modelarem o alcance dos campos magnéticos. Desta forma, eles conseguiram descobrir que as ondas que refletem na cromosfera parecem estar ligadas magneticamente à áreas onde há grande abundância de partículas ionizadas na corona.

Marco Stangalini, pesquisador do Instituto Nacional de Astrofísica de Roma e coautor de ambas as pesquisas, ressalta que as diferenças na composição química entre a camada interna, a fotosfera, e a corona são uma característica não apenas do Sol, mas também das demais estrelas que existem pelo Universo. “Assim, ao observar o Sol, podemos melhorar nosso entendimento de todo o Universo.”

Publicado em 01/02/2021