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Físicos medem ‘motor’ de ativação de explosões solares pela primeira vez

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09 SETEMBRO

09 SETEMBRO Fonte: Agência Brasília

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Olhando para o cu, o Sol parece o mesmo todos os dias. Porm, ao olhar mais de perto, percebemos que nossa estrela um lugar selvagem, tumultuada por plasma turbulento. As exploses solares, que liberam colossais feixes de plasma maiores do que nosso planeta, so uma situao comum, mas pouco compreendida pelos cientistas.

Agora, pela primeira vez, fsicos solares mediram e caracterizaram o campo magntico da gigantesca corrente eltrica da superfcie que se estende pela regio central de queima, o motor que aciona a liberao de energia das exploses solares. A pesquisa foi publicada na Nature Astronomy.

“Com este estudo, finalmente medimos os detalhes do campo magntico de uma lmina de corrente pela primeira vez, dando-nos uma nova compreenso do motor central das exploses solares”, afirmou o fsico Bin Chen, do Instituto de Tecnologia de Nova Jersey.

Motor que aciona exploses solares foi medido pela primeira vez. Imagem: Observatrio da Dinmica Solar

Campos magnticos solares

Os campos magnticos solares so extremamente confusos e complicados. Nossa estrela uma bola turbulenta e agitada de plasma incrivelmente quente, um fluido, composto de partculas carregadas, que interage fortemente com os campos magnticos.

Por se tratar de uma esfera, a superfcie equatorial do Sol gira mais rpido do que os polos. Isso resulta em um campo magntico emaranhado, que por sua vez pode produzir campos magnticos localizados muito fortes, abrindo manchas solares das quais explodem as chamas.

Nesses campos localizados, as linhas do campo magntico podem ficar confusas. Nas razes das exploses solares, as linhas opostas dos campos magnticos se conectam, separam e reconectam. Alm disso, as poderosas lminas de corrente eltrica se estendem por essas regies da queima solar.

Sabemos que a reconexo magntica resulta na liberao de energia e acelerao de eltrons para velocidades relativsticas, mas tem sido difcil determinar exatamente onde e como isso acontece.

Vejamos a exploso solar colossal X8.2, ocorrida em 10 de setembro de 2017, por exemplo. Ela foi capturada em vrios comprimentos de onda pela Matriz Solar Expandida Owens Valley do Instituto de Tecnologia de Nova Jersey (EOVSA), permitindo equipe estudar a lmina eltrica de 40 mil quilmetros em detalhes.

“O lugar onde toda a energia armazenada e liberada nas exploses solares ficou invisvel at agora”, disse o diretor da EOVSA, Dale Gary. “As imagens do EOVSA feitas em muitas frequncias de microondas mostraram que podemos capturar emisses de rdio para iluminar essa importante regio”.

flare-structure.jpg

Observao ultravioleta (esq.) e simulao numrica (dir.) da exploso solar. Imagem: NJIT-CSTR, B. Chen, S. Yu; CfA, C. Shen; Observatrio da Dinmica Solar

A equipe combinou os dados de vrios comprimentos de onda com simulaes numricas feitas por fsicos do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. O perfil no apenas correspondia s previses, como havia uma estrutura magntica em forma de garrafa no alto da base do feixe de energia (a 20 mil quilmetros da superfcie do Sol), onde os eltrons estavam sendo presos e acelerados.

A chapa e a reconexo magntica parecem necessrias para a acelerao eletrnica e liberao de energia. Pelos clculos da equipe, a energia magntica liberada na corrente da superfcie a uma taxa de dez a 100 bilhes de trilhes de joules por segundo. Porm, no a que acontece a acelerao das partculas.

“O forte campo eltrico gerado l pode facilmente acelerar os eltrons para energias relativsticas, mas o fato inesperado que descobrimos foi que o perfil do campo eltrico na regio no coincidia com a distribuio espacial dos eltrons relativsticos que medimos”, disse Chen. “Em outras palavras, outra coisa precisava estar em jogo para acelerar ou redirecionar esses eltrons. O que nossos dados mostraram foi uma localizao especial na parte inferior da lmina de corrente – a garrafa magntica – que parece ser crucial na produo ou confinamento dos eltrons relativsticos”.

Embora j tenham sido propostas antes, essa foi a primeira vez que as estruturas foram comprovadas. As novas medies agora podem ser usadas como linha de base para estudar e analisar futuras exploses solares, bem como estudos adicionais sobre o mecanismo de acelerao de eltrons durante esses eventos.

Via: Science Alert

Fonte: PMDF

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