Representação artística da Parker Solar Probe da NASA, coletando dados sobre o sol.
(Imagem: © Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins)
O sol está começando a abrir mão de alguns de seus segredos mais bem guardados.
Os primeiros resultados científicos são da NASA Parker Solar Probe (PSP), que voou mais rápido e mais perto do sol do que qualquer outro objeto criado pela humanidade na história.
Os retornos iniciais do PSP, que são relatados em quatro artigos publicados hoje (4 de dezembro) na revista Nature, começam a levantar o véu da estrela da Terra, que permaneceu surpreendentemente misteriosa, apesar de sempre ser a luz mais brilhante em nosso céu.
"Esses quatro artigos mostram que, ao entrar em uma região inexplorada do sistema solar, o PSP já fez grandes descobertas", escreveu Daniel Verscharen, pesquisador do Laboratório de Ciências Espaciais Mullard da University College London, em um comunicado à imprensa. Views "na mesma edição da Nature. Verscharen não esteve envolvido em nenhum dos novos estudos.
Beijando o sol
o PSP lançado em agosto de 2018, em uma missão de US $ 1,5 bilhão para ajudar os pesquisadores a entender melhor o funcionamento interno do sol.
Os cientistas da missão estão particularmente interessados em resolver dois quebra-cabeças de longa data: como o fluxo de partículas que flui continuamente do sol, conhecido como vento solar, é acelerado para suas tremendas velocidades; e por que a atmosfera externa do sol, ou corona, é muito mais quente que sua superfície. (As temperaturas da Corona podem atingir 2 milhões de graus Fahrenheit, ou 1,1 milhão de graus Celsius. A superfície solar é absolutamente temperada em comparação, a 11.000 F ou 6.000 C.)
O PSP está lidando com essas questões descaradamente descaradamente a coroa em si. A cada cinco meses, mais ou menos, a sonda passa pela atmosfera escaldante do sol, obtendo olhares sem precedentes de perto para nossa estrela.
Essas abordagens mais próximas, ou passagens de periélio, levaram o PSP a até 24 milhões de quilômetros da superfície solar até o momento. Antes dessa missão, a sonda mais próxima que chegara ao Sol era 42,73 milhões de milhas (26,55 milhões de milhas) - um feito realizado em 1976 pela nave Helios 2, um esforço conjunto dos Estados Unidos e da antiga Alemanha Ocidental.
O Helios 2 também estabeleceu o recorde de velocidade mais rápida em relação ao sol, em 153.454 mph (246.960 km / h). Essa marca foi quebrada pelo Juno Jupiter da NASA, que atingiu 265.000 km / h durante sua chegada ao gigante do gás em julho de 2016. Mas o PSP agora é o rei da velocidade: durante o primeiro passe periélio da espaçonave, em novembro. 6 de 2018, a poderosa gravidade do sol acelerou o PSP para um velocidade máxima de 213.243 mph (343,181 km / h).
As condições na coroa são extremas, é claro, então o PSP está equipado com uma armadura pesada: um escudo de composto de carbono de 11,4 cm de espessura, que protege a nave e seus quatro instrumentos científicos do calor intenso e radiação.
Esses instrumentos são o Fields Experiment (Fields), que mede campos e ondas elétricos e magnéticos, entre outras coisas; a Investigação Científica Integrada do Sol (ISoIS), que caracteriza os elétrons, prótons e íons pesados que são acelerados a altas velocidades na atmosfera solar e além; o Wide-field Imager for Solar Probe (WISPR), um conjunto de telescópios que visualizam a coroa e os arredores; e a investigação dos elétrons eólicos solares Alfas e prótons (SWEAP), que estuda os constituintes mais abundantes o vento solar (elétrons, prótons e íons hélio).
Os quatro novos artigos relatam o que esses instrumentos observaram durante os dois primeiros passes de periélio do PSP, que ocorreram em novembro de 2018 e abril de 2019.
Rastreando o vento solar "lento" até sua fonte
Um dos estudos, por exemplo, descobriram que a Fields está começando a receber as mercadorias com o vento solar "lento", um componente do fluxo que nunca excede cerca de 1,8 milhão de km / h. "Lento" é um termo relativo aqui; o vento solar "veloz" se aproxima aproximadamente o dobro dessa velocidade.
Os cientistas já sabiam que o rápido vento solar se origina em grandes "buracos" coronais - manchas onde a atmosfera externa é consideravelmente mais fria e fina que o normal - perto dos pólos do sol. E os dados de Fields sugerem que o vento lento também vem de buracos coronais, mas de pequenos perto do equador solar.
Os campos também observaram surpreendentes reversões no campo magnético solar passando pela espaçonave: o campo às vezes inverteu sua orientação 180 graus e depois, em segundos ou minutos, recuou novamente.
"Esses reveses estão provavelmente associados a algum tipo de jato de plasma", disse o principal autor do estudo e investigador principal da Fields, Stuart Bale, professor de física da Universidade da Califórnia, em Berkeley. "Meu próprio sentimento é que esses painéis, ou jatos, são centrais para o problema do aquecimento solar eólico".
Dados do SWEAPenquanto isso, indicam que essas inversões são "curvas em forma de S nas linhas de campo vindas do sol", como Verscharen colocou, e que os movimentos estão aumentando a velocidade do vento solar.
Resultados do ISoIS ajudar a esclarecer esse quadro emergente. Os dados do instrumento mostram que as partículas solares energéticas levam mais tempo do que o esperado para alcançar o PSP, talvez porque estejam viajando ao longo das surpreendentes linhas de campo em forma de S.
O ISoIS também detectou várias explosões de partículas que não são dramáticas o suficiente para serem notadas por instrumentos aqui na Terra.
"É incrível - mesmo em condições solares mínimas, o sol produz muito mais pequenos eventos de partículas energéticas do que jamais imaginávamos", afirmou David McComas, da Universidade de Princeton, pesquisador principal do ISoIS e principal autor de um dos novos estudos. (A atividade solar aumenta e diminui em um ciclo de 11 anos, e nossa estrela está atualmente em uma fase relativamente inativa.)
"Essas medidas nos ajudarão a desvendar as fontes, a aceleração e o transporte de partículas energéticas solares e, finalmente, a proteger melhor satélites e astronautas no futuro", acrescentou McComas.
E o WISPR está dando aos cientistas uma imagem mais clara do sol, da coroa e da região complexa e agitada imediatamente ao redor de nossa estrela. As imagens do WISPR ajudam a colocar as informações coletadas pelos outros instrumentos em um contexto adequado e também fornecem informações por si mesmas.
Por exemplo, o quarto novo estudo relatórios, as fotos WISPR fornecem algumas evidências de uma zona livre de poeira perto do sol, que foi postulada, mas ainda não foi detectada diretamente. "As imagens detalhadas do PSP também mostram variações espaciais no vento solar que são consistentes com as variações no campo magnético do sol em sua superfície e revelam pequenas bolhas de plasma que são ejetadas do sol e fazem parte do jovem vento solar, "Verscharen escreveu.
O melhor está por vir
A resposta do vento solar é parcial no momento, e ainda não está claro como exatamente a coroa é aquecida de maneira tão dramática (embora os novos resultados forneçam algumas pistas intrigantes). Mas a equipe PSP tem tempo de sobra para preencher as lacunas, pois esses resultados recém-publicados são apenas o começo. A sonda foi projetada para continuar estudando o sol até 2025, e suas passagens no periélio continuarão se aproximando, graças aos sobrevôos de esculturas de trajetórias de Vênus.
A órbita científica final do PSP, por exemplo, levará a apenas 6,86 milhões de milhas (6,16 milhões de km) da superfície solar e apresentará velocidades máximas de cerca de 690.000 km / h.
E essas próximas abordagens futuras se tornarão mais frequentes, porque o caminho do PSP em torno do sol diminuirá. O período orbital da sonda é atualmente de cerca de 150 dias terrestres, mas será de 88 dias no final da missão.
A duração dessa missão permitirá que a equipe PSP estude o sol em diversas etapas do seu ciclo de 11 anos de atividade. Portanto, a espaçonave que beija o sol deve reunir um monte de dados interessantes que mantêm os pesquisadores ocupados por muito tempo.
"Espera-se que os dados do PSP guiem nossa compreensão do sol e do vento solar por muitos anos", escreveu Verscharen. "Novos modelos e teorias serão motivados pelas descobertas da sonda, e esse conhecimento será transferível para outras estrelas e plasmas astrofísicos em todo o universo".
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Esta história foi atualizada às 14h EST para incluir uma declaração de David McComas.
O livro de Mike Wall sobre a busca por vida alienígena "Lá fora"(Grand Central Publishing, 2018; ilustrado por Karl Tate), saiu agora. Siga-o no Twitter @michaeldwall. Siga-nos no Twitter @Spacedotcom ou Facebook.
