Cientistas finalmente identificam ondas ocultas que alimentam a coroa do Sol

As descobertas, publicadas em 24 de outubro em Astronomia da Naturezaforam alcançados usando o poderoso Telescópio Solar Daniel K. Inouye da Fundação Nacional de Ciência dos EUA (NSF), 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 permanece em torno de 5.500°C.

Compreendendo as ondas Alfvén e seu papel

As ondas Alfvén são vibrações magnéticas que se movem 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 ligadas a explosões solares. Esta nova observação, no entanto, marca a primeira vez que os cientistas capturaram evidências do tipo de torção menor e constantemente presente que pode fornecer energia contínua ao Sol.

O professor Richard Morton, da UKRI Future Leader Fellow, da Northumbria University, liderou o estudo. Ele explicou: “Esta descoberta encerra uma busca prolongada por essas ondas que tem suas origens na década de 1940. Finalmente conseguimos observar diretamente esses movimentos de torção torcendo as linhas do campo magnético para frente e para trás na coroa.”

Um avanço tecnológico com o Telescópio Solar Inouye

A descoberta foi possível graças ao espectropolarímetro criogênico de infravermelho próximo (Cryo-NIRSP) do Telescópio Solar Daniel K. Inouye, o instrumento mais avançado já construído para estudar a coroa solar. Este instrumento pode detectar estruturas extremamente finas na atmosfera solar e medir até o menor movimento 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. Operado pelo Observatório Solar Nacional da NSF, representa mais de vinte anos de colaboração global. A Northumbria University contribuiu através de um consórcio do Reino Unido que projetou câmeras para o Visible Broadband Imager do telescópio, com base na sólida experiência da instituição em pesquisa solar.

Rastreando Ferro Superaquecido na Corona

O professor Morton recebeu 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 identificar as indescritíveis ondas retorcidas veio dos novos métodos de análise de dados desenvolvidos por Morton. Como ele explica: “O movimento do plasma na coroa solar é dominado por movimentos oscilantes. Estes mascaram os movimentos de torção, por isso tive que desenvolver uma forma de remover a oscilação para encontrar a torção.”

Ao contrário das ondas “torcidas” mais familiares que fazem com que estruturas magnéticas inteiras balancem e podem ser vistas em vídeos solares, as ondas torcionais de Alfvén criam um movimento de torção sutil que só pode ser detectado espectroscopicamente. Isto significa que os cientistas devem medir como o plasma se aproxima e se afasta da Terra, produzindo padrões reveladores de vermelho e azul em lados opostos das estruturas magnéticas.

Desvendando os segredos do calor e da energia solar

Esta descoberta lança uma nova luz sobre o funcionamento da atmosfera do Sol. A coroa, visível durante eclipses solares totais, pode exceder um milhão de graus Celsius – quente o suficiente para impulsionar partículas carregadas para fora 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 um significado prático para prever o 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 também podem explicar os “ziguezagues magnéticos”, explosões de energia no vento solar recentemente detectadas pela Parker Solar Probe da NASA.

“Esta pesquisa fornece uma validação essencial para a gama de modelos teóricos que descrevem como a turbulência das ondas de Alfvén 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 prevê que esta descoberta irá desencadear novas investigações sobre como estas ondas se propagam e dissipam energia na coroa. A capacidade do instrumento Cryo-NIRSP do Telescópio Solar Daniel K. Inouye de fornecer espectros de alta qualidade abre novas possibilidades para o estudo da física das ondas na atmosfera solar.

A pesquisa foi apoiada pelas bolsas UKRI Future Leaders Fellowships, pela National Natural Science Foundation da China e pelo programa Horizon Europe da União Europeia.

Este é o terceiro artigo que o Professor Morton publica este ano em relação à sua pesquisa sobre as ondas de Alfvén. Em abril de 2025 o jornal Ondas Alfvénicas Coronais de Alta Frequência Observadas com DKIST/Cryo-NIRSPfoi publicado no The Astrophysical Journal, seguido pelo papel Sobre as origens das ondas coronais alfvénicaspublicado em junho de 2025 em As cartas do jornal astrofísico.