Os pesquisadores deram um salto gigantesco na física solar ao encontrar a primeira evidência direta de ondas de Alfvén torcionais em pequena escala na coroa solar. Estas ondas magnéticas indescritíveis, teorizadas pela primeira vez na década de 1940, são suspeitas há muito tempo de desempenharem um papel importante no aquecimento da atmosfera exterior do Sol.
Resultados, divulgados em 24 de outubro Astronomia da NaturezaPoderoso Fundação Nacional de Ciência dos EUA (NSF) Daniel K. Adquirido usando o Telescópio Solar no Havaí. Com esta descoberta, os cientistas podem finalmente ter uma explicação para a razão pela qual a camada exterior do Sol, a coroa, atinge milhões de graus enquanto a sua superfície está a cerca de 5.500 graus Celsius.
Compreendendo as ondas Alfvén e seu papel
As ondas de Alfvén são vibrações magnéticas que viajam através do plasma, previstas pela primeira vez em 1942 pelo ganhador do Nobel Hannes Alfvén. Versões maiores destas ondas já foram vistas antes, muitas vezes associadas a explosões solares. Esta nova observação, no entanto, é a primeira vez que os cientistas encontraram evidências do tipo de torção pequena e continuamente presente que poderia fornecer energia contínua ao Sol.
UKRI Future Leader Fellow, Professor Richard Morton, da Northumbria University, liderou a pesquisa. Ele explicou: “Esta descoberta encerrou uma longa busca por essas ondas que remontava à década de 1940. Finalmente fomos capazes de observar diretamente esses movimentos de torção que dobram as linhas do campo magnético para frente e para trás na coroa.”
Um avanço tecnológico com o Telescópio Solar Inouye
Daniel K. A descoberta foi possível graças ao espectropolarímetro criogênico no infravermelho próximo (Cryo-NIRSP) do Telescópio Solar Inoue, o instrumento mais avançado já construído para estudar a coroa do Sol. Este instrumento pode detectar estruturas extremamente finas na atmosfera solar e até medir os mínimos movimentos do plasma.
O espelho de quatro metros do telescópio – quatro vezes maior do que qualquer telescópio solar anterior – torna-o na instalação mais poderosa do seu tipo. Gerenciado pelo Observatório Solar Nacional da NSF, representa mais de vinte anos de colaboração global. A Universidade de Northumbria contribuiu através de um consórcio do Reino Unido que projetou a câmera para o gerador de imagens de banda larga visível do telescópio, com base na sólida experiência da instituição em pesquisa solar.
Rastreando ferro superaquecido em corona
O professor Morton teve tempo de observação enquanto o telescópio ainda estava em testes. Usando o Cryo-NIRSP, sua equipe acompanhou o movimento do ferro na coroa aquecida a extraordinários 1,6 milhão de graus Celsius.
A chave para detectar a indescritível onda de torção veio de um novo método de análise de dados desenvolvido por Morton. Como ele explica: “O movimento do plasma dentro da coroa do Sol é afetado por oscilações. Elas mascaram o movimento de torção, então tive que desenvolver uma maneira de remover as oscilações para encontrar a torção.”
Ao contrário das ondas “torcidas” mais familiares que oscilam estruturas magnéticas inteiras e são vistas em vídeos solares, as ondas torcionais de Alfvén produzem um movimento de torção sutil que só pode ser detectado espectralmente. Isto significa que os cientistas devem medir como o plasma se aproxima e se afasta da Terra, criando padrões vermelhos e azuis em lados opostos da magnetosfera.
Desvendando os segredos do calor e da energia solar
A descoberta lança uma nova luz sobre como funciona a atmosfera do Sol. Durante um eclipse solar total, a coroa visível pode exceder um milhão de graus Celsius – quente o suficiente para expulsar partículas carregadas como o vento solar que preenche o nosso sistema solar.
A pesquisa envolveu cientistas da Universidade de Pequim (China), KU Leuven (Bélgica), Universidade Queen Mary de Londres, da Academia Chinesa de Ciências e do Observatório Solar Nacional NSF no Havaí e no Colorado, refletindo um amplo esforço internacional.
Compreender como as ondas de Alfvén se comportam tem implicações práticas para a previsão do clima espacial. O vento solar carrega perturbações magnéticas que podem interferir no GPS, nos satélites e nas redes elétricas da Terra. Estas ondas recentemente observadas podem explicar os “ziguezagues magnéticos”, explosões de energia no vento solar recentemente detectadas pela Parker Solar Probe da NASA.
“Esta pesquisa fornece a validação necessária para uma série de modelos teóricos que descrevem como a turbulência das ondas de Alfén alimenta a atmosfera solar”, acrescentou o professor Morton. “Ter observações diretas finalmente nos permite testar esses modelos em relação à realidade”.
Pesquisas futuras e descobertas em andamento
A equipa espera que a descoberta desencadeie novas investigações sobre como estas ondas se espalham e dissipam energia dentro da coroa. Daniel K. A capacidade do instrumento crio-NIRSP do Telescópio Solar Inouye de fornecer espectros de alta qualidade abre novas possibilidades para o estudo da física das ondas na atmosfera solar.
A pesquisa foi apoiada pela UKRI Future Leaders Fellowship, pela National Natural Science Foundation of China e pelo programa Horizon Europe da União Europeia.
Este é o terceiro artigo que o professor Morton publica este ano sobre a pesquisa das ondas de Alfvén. O artigo em abril de 2025 Ondas Alfvénicas coronais de alta frequência observadas com DKIST/Cryo-NIRSPfoi publicado No Jornal Astrofísico, Seguido de papel Sobre a origem das ondas coronais AlfvénicasPublicado em junho de 2025 Cartas de diários astrofísicos.
