Tecnologia Científica

Por trás dos uivos do vento solar, sons silenciosos revelam suas origens
Os cientistas estudam o vento solar (foto) hámais de 60 anos, mas ainda estãointrigados com alguns de seus comportamentos. Os pequenos sons, guinchos e sussurros registrados pela Parker Solar Probe sugerem a origem deste vento misterioso
Por Jeremy Rehm - 15/01/2020

IMAGEM: LABORATa“RIO DE PESQUISA NASA / NAVAL / PARKER SOLAR PROBE

Taqui éum vento que emana do sol, e que sopra não como um apito suave, mas como um grito de furaca£o.

Feito de elanãtrons, pra³tons e a­ons mais pesados, o vento solar percorre o sistema solar a aproximadamente 1 milha£o de milhas por hora, percorrendo tudo o que estãono caminho. No entanto, atravanãs do rugido do vento, a Parker Solar Probe da NASA pode ouvir pequenos sons, guinchos e sussurros que sugerem as origens desse vento misterioso e sempre presente. Agora, a equipe do Laborata³rio de Fa­sica Aplicada Johns Hopkins, que projetou, construiu e gerencia o Parker Solar Probe para a NASA, estãotendo sua primeira chance de ouvir esses sons também.

"Estamos observando o jovem vento solar nascendo em torno do sol", diz Nour Raouafi, cientista do projeto de missão da Parker Solar Probe. "E écompletamente diferente do que vemos aqui perto da Terra."

Os cientistas estudam o vento solar hámais de 60 anos, mas ainda estãointrigados com muitos de seus comportamentos. Por exemplo, embora saibam que vem da atmosfera externa de um milha£o de graus do sol chamada corona, o vento solar não diminui quando sai do sol - acelera e tem uma espanãcie de aquecedor interno que o impede de resfriando enquanto fecha atravanãs do Espaço. Com a crescente preocupação com a capacidade do vento solar de interferir nos satanãlites GPS e interromper as redes de energia na Terra, éimperativo entendaª-lo melhor.

Apenas 17 meses desde o lana§amento da sonda e depois de três a³rbitas ao redor do sol , a Parker Solar Probe não decepcionou sua missão.

"Espera¡vamos fazer grandes descobertas porque estamos entrando em territa³rio desconhecido", diz Raouafi. "O que realmente estamos vendo estãoalém de qualquer coisa que alguém possa imaginar."

Os pesquisadores suspeitaram que as ondas de plasma dentro do vento solar pudessem ser responsa¡veis ​​por algumas das estranhas caracteri­sticas do vento. Assim como as flutuações na pressão do ar causam ventos que forçam as ondas que rolam no oceano, as flutuações nos campos elanãtrico e magnético podem causar ondas que rolam atravanãs das nuvens de elanãtrons, pra³tons e outraspartículas carregadas que compõem o plasma que se afasta do sol. Aspartículas podem surfar essas ondas de plasma da mesma maneira que um surfista surfa uma onda ocea¢nica, impulsionando-as a velocidades mais altas.

"As ondas de plasma certamente desempenham um papel no aquecimento e na aceleração daspartículas", diz Raouafi. Os cientistas simplesmente não sabem o quanto de uma parte. a‰ aa­ que entra a Parker Solar Probe.

O instrumento FIELDS da sonda pode espionar as flutuações elanãtricas e magnanãticas causadas pelas ondas de plasma. Tambanãm pode "ouvir" quando as ondas e aspartículas interagem umas com as outras, registrando informações de frequência e amplitude sobre essas ondas de plasma que os cientistas podem tocar como ondas sonoras. E isso resulta em alguns sons impressionantes.

Pegue, por exemplo, ondas no modo assobiador. Estes são causados ​​por elanãtrons energanãticos saindo da coroa solar. Esses elanãtrons seguem linhas de campo magnético que se estendem do sol atéa extremidade mais distante do sistema solar, girando em torno deles como se estivessem andando em um carrossel. Quando a frequência de uma onda de plasma corresponde a  frequência com que esses elanãtrons são centrifugados, eles se amplificam. E soa como uma cena de "Guerra nas Estrelas".

"Algumas teorias sugerem que parte da aceleração do vento solar se deve a esses elanãtrons em fuga", diz David Malaspina, membro da equipe FIELDS e professor assistente da Universidade do Colorado, em Boulder, e do Laborata³rio de Fa­sica Atmosfanãrica e Espacial. Ele acrescenta que os elanãtrons também podem ser uma pista cra­tica para entender um processo que aquece o vento solar.

"Podemos usar as observações dessas ondas para retroceder e sondar a fonte desses elanãtrons na coroa", diz Malaspina.

Outro exemplo são as ondas dispersivas, que rapidamente mudam de uma frequência para outra a  medida que se movem pelo vento solar. Essasmudanças criam uma espanãcie de "gorjeio" que soa como o vento correndo sobre um microfone. Eles são raros perto da Terra, então os pesquisadores acreditavam que não eram importantes. Mas, mais perto do sol, descobriram os cientistas, essas ondas estãopor toda parte.

"NINGUa‰M SABE O QUE CAUSA ESSAS ONDAS VIBRANTES OU O QUE ELAS FAZEM PARA AQUECER E ACELERAR O VENTO SOLAR. a‰ ISSO QUE VAMOS DETERMINAR. ACHO INCRIVELMENTE EMOCIONANTE".

David Malaspina
Membro da equipe FIELDS

"Essas ondas não foram detectadas no vento solar antes, pelo menos em grande número", explica Malaspina. "Ninguanãm sabe o que causa essas ondas vibrantes ou o que elas fazem para aquecer e acelerar o vento solar. a‰ isso que vamos determinar. Acho incrivelmente emocionante".

Raouafi comentou que ver toda essa atividade de ondas muito perto do sol éo motivo dessa missão ser tão cra­tica. "Estamos vendo novos comportamentos iniciais do plasma solar que não pudemos observar aqui na Terra, e estamos vendo que a energia transportada pelas ondas estãosendo dissipada em algum lugar ao longo do caminho, para aquecer e acelerar o plasma".

Mas não foram apenas as ondas de plasma que a Parker Solar Probe ouviu. Enquanto percorriam uma nuvem de poeira microsca³pica, os instrumentos da sonda também capturaram um som semelhante a  antiga esta¡tica da TV. Esse som esta¡tico anã, na verdade, centenas de impactos microsca³picos que acontecem todos os dias: poeira de astera³ides dilacerada pela gravidade do sol e calor epartículas arrancadas de cometas atingem a Espaçonave a velocidades próximas a 250 metros por hora. Amedida que a Parker Solar Probe cruza essa nuvem de poeira, a sonda não colide com essaspartículas - ela as oblitera. Os a¡tomos de cada gra£o se rompem em elanãtrons, pra³tons e outros a­ons em um mini sopro de plasma que o instrumento FIELDS pode "ouvir".

Cada colisão, no entanto, também retira um pouquinho da Espaçonave.

"Entendeu-se que isso iria acontecer", diz Malaspina. "O que não foi entendido foi quanta poeira haveria la¡".

Os engenheiros da APL usaram modelos e observações remotas para estimar quanto ruim seria a situação da poeira antes do lana§amento da Espaçonave. Mas neste territa³rio desconhecido, o número estava sujeito a ter alguma margem de erro.

James Kinnison, engenheiro de sistemas de missão da Parker Solar Probe na APL, diz que essa discrepa¢ncia na densidade de poeira éapenas mais uma razãopela qual a proximidade da sonda ao sol étão útil.

"Protegemos quase tudo do pa³", diz Kinnison. E, embora a poeira seja mais densa do que o esperado, nada indica que os impactos da poeira sejam uma preocupação para a missão, acrescenta ele.

A Parker Solar Probe estãoprogramada para fazer outras 21 a³rbitas ao redor do Sol, usando cinco sobreva´os de Vaªnus para se impulsionar cada vez mais perto da estrela. Os pesquisadores tera£o a oportunidade de entender melhor como essas ondas de plasma mudam seu comportamento e construir uma imagem evolutiva mais completa do vento solar.

 

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