As gigantescas erupções solares no Sol são impulsionadas por um grande número de perturbações magnéticas mais pequenas, fornecendo os conhecimentos mais claros sobre como a energia de uma estrela é libertada em torrentes de ultravioleta e raios X de alta energia. A descoberta foi feita pela Agência Espacial Europeia (ESA) orbitador solar missão, imagem sol Mais perto do que qualquer espaçonave anterior.
Algumas explosões solares podem causar ejeção de massa coronal (Ejeção de Massa Coronal) – Uma enorme pluma de plasma soprada da coroa solar para o espaço profundo. Se eles se afastarem do sol Terralocalização, eles podem desencadear tempestades geomagnéticas que danificam satélites e redes elétricas, ao mesmo tempo que interrompem as comunicações e nos deslumbram com uma profusão de cores aurora.
Quanto mais sabemos sobre como as explosões solares são desencadeadas, melhor podemos prever quando ocorrerão explosões prejudiciais e ejeções de massa coronal. As novas observações da Solar Orbiter são um passo importante para atingir este objetivo.
“Este é um dos resultados mais entusiasmantes da Solar Orbiter até à data”, disse Miho Janvier, cientista do projecto conjunto da Solar Orbiter da ESA, num relatório. declaração. “As observações da Solar Orbiter revelam o motor central da explosão e destacam o papel crítico de um mecanismo de liberação de energia magnética semelhante a uma avalanche em ação.”
Saiba mais sobre explosões solares
A Solar Orbiter chegou a 27 milhões de milhas (43,3 milhões de quilômetros) do Sol em 30 de setembro de 2024, quando testemunhou a erupção de um vulcão de tamanho moderado brilho. À medida que os quatro instrumentos da Solar Orbiter trabalham em conjunto para observar a explosão, os cientistas viram pela primeira vez como pequenas instabilidades magnéticas podem formar-se numa grande erupção, como uma avalanche numa montanha nevada resultante de uma perturbação relativamente pequena.
“Tivemos muita sorte de poder testemunhar o evento precursor desta grande explosão com detalhes tão belos”, disse o principal autor do estudo, Pradeep Cheeta, do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar, na Alemanha. “Estávamos realmente no lugar certo, na hora certa, e capturamos os detalhes da explosão.”
As explosões solares são o produto da reconexão magnética. Neste ponto, as linhas do campo magnético do Sol, entrelaçadas com plasma de alta energia, tornam-se esticadas e rompem-se, libertando grandes quantidades de energia antes das linhas de campo se reconectarem. No entanto, a origem exata das explosões solares permanece um segredo. São uma erupção poderosa ou um acúmulo de eventos de reconexão menores? Pelo menos para a explosão de 30 de setembro, a Solar Orbiter tem uma resposta.
Começando com seu Extreme Ultraviolet Imager (EUI), a Solar Orbiter testemunhou a criação da erupção durante um período de 40 minutos. O EUI detecta mudanças no ambiente magnético coronal solar local no local da erupção, capturando detalhes tão pequenos quanto algumas centenas de quilômetros em uma escala de tempo de menos de dois segundos (ou seja, o tempo coberto por cada quadro de imagem).
A espaçonave viu um filamento arqueado feito de um campo magnético enrolado que carrega o plasma, conectado a uma região magneticamente ativa em forma de cruz com mais linhas de campo magnético. Observa como a região se torna cada vez mais instável, com as linhas do campo magnético a romperem-se e a ligarem-se novamente, libertando explosões de energia que aparecem como pontos brilhantes.
Essas explosões são o início das avalanches. Eles desencadearam uma reação em cadeia de eventos de reconexão cada vez mais poderosos. Em algum momento, o filamento arqueado separou-se do seu ponto de ancoragem no Sol e foi levado para o espaço pela intensa luz solar. vento solar. Uma série de eventos de reconexão menores rapidamente se uniram para formar uma erupção de tamanho médio.
“Os minutos que antecedem uma erupção são muito importantes e a Solar Orbiter dá-nos uma janela direta para a base da erupção, onde começa o processo de avalanche”, disse Chitta. “Ficámos surpreendidos com a forma como grandes explosões podem ser provocadas por uma série de eventos de reconexão mais pequenos que se espalham rapidamente através do espaço e do tempo.”
Três outros instrumentos da Solar Orbiter – SPICE (Spectral Imaging of the Coronal Environment), STIX (X-ray Spectrometer/Telescope) e PHI (Polarization and Helioseismic Imager) – também observaram a explosão, medindo o evento em diferentes profundidades no sistema solar. atmosfera do soldesde a atmosfera externa, a coroa, até a superfície visível do sol, chamada fotosfera. Eles capturaram ondas de aglomerados gigantes de plasma, que ganham energia do campo magnético e chovem da coroa para a fotosfera.
“Mesmo antes de ocorrer uma explosão, vemos formações de fita movendo-se extremamente rapidamente através da atmosfera solar”, disse Chita. “Estas chuvas de fluxos de plasma são assinaturas de depósitos de energia que ficam cada vez mais fortes à medida que a erupção avança. Mesmo depois de a erupção desaparecer, a chuva continuará por algum tempo.”
Depois que a explosão atinge seu pico de energia, os níveis de raios X aumentam acentuadamente e as partículas carregadas aceleram para 40 a 50 por cento de sua energia. velocidade da luza zona magnética em forma de cruz começa a relaxar. O plasma esfria e a emissão de partículas é reduzida a níveis normais. Chita descreveu como foi inesperado que processos de avalanche pudessem impulsionar partículas de alta energia.
O modelo de avalanche de perturbações mais fracas que se transformam em eventos mais severos foi proposto anteriormente para explicar o comportamento coletivo de centenas de milhares de erupções no Sol, mas até agora não tinha sido considerado realmente aplicável a erupções individuais.
Surgem duas questões importantes. Primeiro, todas as explosões no Sol são causadas por avalanches? “O que observámos desafia as teorias existentes sobre a libertação de energia das explosões”, disse David Ponting, da Universidade de Newcastle, na Austrália, membro da equipa de análise de dados da Solar Orbiter.
Mais observações de explosões solares serão necessárias para esclarecer isso.
Em segundo lugar, o nosso Sol não é a única estrela com explosões. Eles irrompem de todas as estrelas e de alguns corpos estelares, por ex. anã vermelhatem erupções mais poderosas e frequentes que o Sol.
“Uma perspectiva interessante é se este mecanismo ocorre em todas as estrelas em chamas e outras estrelas em chamas”, disse Janvier.
As observações da Solar Orbiter da erupção de 30 de setembro de 2024 foram publicadas na revista em 21 de janeiro Astronomia e Astrofísica.
