As primeiras imagens da Solar Orbiter revelam “fogueiras” no Sol

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

O instrumento EUI (Extreme Ultraviolet Imager) a bordo da sonda Solar Orbiter da ESA obteve esta imagem no dia 30 de maio de 2020. Mostra o aspecto do Sol a um comprimento de onda de 17 nanómetros, que fica na região ultravioleta extrema do espectro electromagnético. As imagens neste comprimento de onda revelam a atmosfera superior do Sol, a coroa, com uma temperatura de aproximadamente 1 milhão de graus Celsius. O EUI captura imagens do disco total do Sol usando o telescópio FSI (Full Sun Imager), bem como imagens de alta resolução com o telescópio HRIEUV.
No dia 30 de maio, a Solar Orbiter estava mais ou menos a metade da distância Terra-Sol, o que significa que estava mais perto do Sol do que qualquer outro telescópio solar alguma vez esteve. Isto permitiu que o EUI visse características na coroa solar com apenas 400 km de diâmetro. Ao longo da missão, a Solar Orbiter vai ficar mais perto do Sol e isto aumentará o poder de imagem do instrumento por um factor de dois na aproximação máxima.
Ainda assim, mesmo antes desta maior aproximação, as imagens já obtidas revelam um conjunto de loops, manchas brilhantes e escuras, filamentos móveis. Uma característica omnipresente da superfície solar, revelada pela primeira vez nestas imagens, foi apelidada de “fogueiras”. São erupções em miniatura que podem estar a contribuir para as altas temperaturas da coroa solar e para a origem do vento solar.
A cor nesta imagem foi acrescentada artificialmente porque o comprimento de onda original detectado pelo instrumento é invisível ao olho humano.
Crédito: Solar Orbiter/Equipa EUI (ESA & NASA); CSL, IAS, MPS, PMOD/WRC, ROB, UCL/MSSL

As primeiras imagens da Solar Orbiter, uma nova missão de observação do Sol da ESA e da NASA, revelaram explosões solares em miniatura omnipresentes, apelidadas de “fogueiras”, perto da superfície da nossa estrela mais próxima.

De acordo com os cientistas por trás da missão, a observação de fenómenos que não eram antes visíveis em detalhe, sugere o enorme potencial da Solar Orbiter, que acabou de terminar a sua fase inicial de verificação técnica conhecida como comissionamento.

“Estas são apenas as primeiras imagens e já podemos ver novos fenómenos interessantes,” diz Daniel Müller, Cientista do Projecto Solar Orbiter da ESA. “Não esperávamos resultados tão bons desde o início. Também podemos ver como os nossos dez instrumentos científicos se complementam, fornecendo uma imagem holística do Sol e do ambiente circundante.”

A Solar Orbiter, lançada no dia 10 de Fevereiro de 2020, transporta seis instrumentos de sensoriamento remoto, ou telescópios, que retratam o Sol e seus arredores e quatro instrumentos in situ que monitorizam o ambiente em torno da aeronave. Ao comparar os dados de ambos os conjuntos de instrumentos, os cientistas obterão informações sobre a formação do vento solar, o fluxo de partículas carregadas do Sol que influencia todo o Sistema Solar.

O aspecto único da missão Solar Orbiter é que nenhuma outra aeronave conseguiu capturar imagens da superfície do Sol a uma distância tão próxima.

Imagens mais próximas do Sol revelam novos fenómenos

As fogueiras, mostradas no primeiro conjunto de imagens, foram capturadas pelo EUI (Extreme Ultraviolet Imager) do primeiro periélio da Solar Orbiter, o ponto na sua órbita elíptica mais próximo do Sol. Naquele momento, a sonda estava a apenas 77 milhões de quilómetros do Sol, cerca da metade da distância entre a Terra e a estrela.

“As fogueiras são parentes pequenos das explosões solares que podemos observar a partir da Terra, milhões ou milhares de milhões de vezes menores,” diz David Berghmans, do Observatório Real da Bélgica, Investigador Principal do Instrumento EUI, que captura imagens de alta resolução das camadas inferiores da atmosfera do Sol, conhecida como coroa solar. “O Sol pode parecer pacífico à primeira vista, mas quando olhamos em detalhe, podemos ver essas labaredas em miniatura em todos os lugares.”

Os cientistas ainda não sabem se as fogueiras são apenas pequenas versões de grandes explosões ou se são movidas por diferentes mecanismos. Já existem, no entanto, teorias de que estas explosões em miniatura poderiam estar a contribuir para um dos fenómenos mais misteriosos do Sol, o aquecimento coronal.

Desvendar os mistérios do Sol

“Estas fogueiras são totalmente insignificantes mas, ao somar os seus efeitos em todo o Sol, estas podem ser a contribuição dominante para o aquecimento da coroa solar,” diz Frédéric Auchère, do Instituto de Astrofísica Espacial, França, Investigador Principal do EUI.

A coroa solar é a camada mais externa da atmosfera do Sol que se estende milhões de quilómetros para o espaço sideral. A sua temperatura é superior a um milhão de graus Celsius, o que é uma ordem de magnitude mais quente que a superfície do Sol, uns “refrescantes” 5500°C. Após muitas décadas de estudos, os mecanismos físicos que aquecem a coroa ainda não são totalmente compreendidos, mas identificá-los é considerado o “santo graal” da física solar.

“Obviamente é prematuro dizer, mas esperamos que, ao ligar estas observações com as medições dos nossos outros instrumentos que ‘sentem’ o vento solar ao passar na aeronave, possamos eventualmente responder a alguns destes mistérios,” diz Yannis Zouganelis, Cientista Adjunto do Projeto Solar Orbiter da ESA.

Observar o lado mais distante do Sol

O PHI (Polarimetric and Helioseismic Imager) é outro instrumento de ponta a bordo da Solar Orbiter. Faz medições de alta resolução das linhas do campo magnético na superfície do sol. Foi projectado para monitorizar regiões activas do Sol, áreas com campos magnéticos especialmente fortes, que podem dar origem a explosões solares.

Durante as explosões solares, o Sol liberta rajadas de partículas energéticas que aumentam o vento solar que emana constantemente da estrela para o espaço circundante. Quando estas partículas interagem com a magnetosfera da Terra, podem causar tempestades magnéticas que podem atrapalhar as redes de telecomunicações e as redes de energia no solo.

“Neste momento, estamos na parte do ciclo solar de 11 anos quando o Sol está muito tranquilo,” diz Sami Solanki, Director do Instituto Max Planck de Investigação de Sistemas Solares em Göttingen, Alemanha, e Investigador Principal do PHI. “Mas como a Solar Orbiter está num ângulo diferente do Sol e da Terra, podemos ver uma região activa que não era observável da Terra. Esta é a primeira vez. Nunca fomos capazes de medir o campo magnético na parte de trás do sol.”

Os magnetogramas, que mostram como a força do campo magnético solar varia através da superfície do Sol, podem ser comparados com as medições dos instrumentos in situ.

“O instrumento PHI está a medir o campo magnético na superfície, vemos estruturas na coroa do Sol com o EUI, mas também tentamos inferir as linhas do campo magnético que saem para o meio interplanetário, onde está a Solar Orbiter,” diz Jose Carlos del Toro Iniesta, Investigador Principal do PHI, do Instituto de Astrofísica da Andaluzia, Espanha.

Apanhar o vento solar

Os quatro instrumentos in situ na Solar Orbiter caracterizam as linhas do campo magnético e o vento solar à medida que passam na aeronave.

Christopher Owen, do Laboratório de Ciências Espaciais Mullard da University College London e Investigador Principal do Solar Wind Analyser in situ, acrescenta: “Através destas informações, podemos estimar em que fracção do Sol uma parte específica do vento solar foi emitida e, em seguida, usar o conjunto completo de instrumentos da missão para revelar e entender os processos físicos que operam nas diferentes regiões do Sol que levam à formação de ventos solares.”

“Estamos todos realmente empolgados com estas primeiras imagens – mas este é apenas o começo,” acrescenta Daniel. “A Solar Orbiter iniciou um grande circuito pelo Sistema Solar interno e aproximar-se-á muito do Sol em menos de dois anos. Por fim, chegará a 42 milhões de quilómetros, o que representa quase um-quarto da distância do Sol à Terra.”

“Os primeiros dados já demonstram o poder por trás de uma colaboração bem-sucedida entre agências espaciais e a utilidade de um conjunto diversificado de imagens para desvendar alguns dos mistérios do Sol,” comenta Holly Gilbert, Directora da Divisão de Ciências Heliofísicas do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA e Cientista do Projecto Solar Orbiter da NASA.

A Solar Orbiter é uma missão espacial de colaboração internacional entre a ESA e a NASA. Dezanove Estados membros da ESA (Áustria, Bélgica, República Checa, Dinamarca, Finlândia, França, Alemanha, Grécia, Itália, Irlanda, Luxemburgo, Holanda, Noruega, Polónia, Portugal, Espanha, Suécia, Suíça e Reino Unido), bem como a NASA, contribuíram para a carga científica e/ou a aeronave. O satélite foi construído pela contratante principal Airbus Defense and Space, no Reino Unido.

Astronomia On-line
17 de Julho de 2020

 

spacenews

 

3228: Explosão magnética nunca antes vista pode desvendar um dos mistérios do Sol

Cientistas da NASA observaram um novo tipo de explosão magnética na camada externa da atmosfera solar, conhecida como coroa.

A explosão, conhecida como reconexão magnética forçada, é desencadeada por uma erupção no Sol que faz com que as linhas do campo magnético emaranhadas se quebrem e se realinhem, disparando partículas e energia.

Os cientistas tinham já testemunhado a reconexão magnética espontânea, que não está necessariamente ligada a erupções no Sol. Porém, as observações do Solar Dynamics Observatory (SDO) da NASA revelaram, pela primeira vez, um evento de reconexão forçada desencadeada por uma dessas erupções.

O evento foi visível claramente quando os cientistas analisaram as observações de plasma do SDO – um dos quatro estados fundamentais da matéria que consiste em partículas carregadas e super-aquecidas. Os dados do SDO revelaram uma proeminência – um grande laço de plasma – a sair da superfície visível do sol, conhecida como fotosfera. Numa série de imagens tiradas ao longo de uma hora, a proeminência pode ser vista a cair de volta na fotosfera.

Quando isso aconteceu, a proeminência interagiu com uma colecção de linhas do campo magnético, fazendo com que se reconectassem em forma de “X“, o que provocou uma explosão magnética, fazendo com que a proeminência ganhasse calor, de acordo com um estudo publicado esta semana na revista científica The Astrophysical Journal.

“Esta foi a primeira observação de um controlador externo de reconexão magnética”, disse Abhishek Srivastava, um dos autores do estudo e investigador do Instituto de Tecnologia da Índia (BHU), em comunicado. “Isto pode ser muito útil para entender outros sistemas. Por exemplo, as magnetosferas da Terra e dos planetas, outras fontes de plasma magnetizadas, incluindo experiências em escalas de laboratório, onde o plasma é altamente difusivo e muito difícil de controlar”, disse .

NASA

As últimas observações confirmam uma teoria proposta há cerca de 15 anos. Segundo os autores, os resultados podem ter implicações significativas para a previsão do clima espacial, experiências físicas de partículas na Terra e na nossa compreensão sobre a atmosfera do sol.

Por exemplo, a reconexão magnética poderia explicar um dos grandes mistérios da ciência solar – o facto de a coroa ser milhões de graus mais quente que as camadas inferiores da atmosfera solar. A proeminência ganhou calor durante o evento de reconexão forçada, que poderia ser um mecanismo possível através do qual a coroa é aquecida localmente.

O próximo passo é detectar mais eventos de reconexão forçada, o que fornecerá mais informações sobre o fenómeno.

ZAP //

Por ZAP
20 Dezembro, 2019

 

spacenews

 

1479: Telescópios encontram fonte de raios-x no interior de super-nova misteriosa

AT2018cow explodiu dentro de ou próximo da galáxia CGCG 137-068, localizada a cerca de 200 milhões de anos-luz de distância na direcção da constelação de Hércules. Esta ampliação mostra a posição do fenómeno.
Crédito: Sloan Digitized Sky Survey

Os telescópios espaciais de alta energia da ESA, INTEGRAL e XMM-Newton, ajudaram a encontrar uma poderosa fonte de raios-X no centro de uma explosão estelar, de brilho e evolução sem precedentes, que apareceu subitamente no céu.

O telescópio ATLAS no Hawaii foi o primeiro a avistar o fenómeno, desde então chamado AT2018cow, no dia 16 de junho. Pouco tempo depois, astrónomos de todo o mundo apontaram telescópios terrestres e espaciais para o objecto celeste recém-descoberto, localizado numa galáxia a aproximadamente 200 milhões de anos-luz.

Rapidamente perceberam que era algo completamente novo. Em apenas dois dias, o objecto excedeu o brilho de qualquer super-nova observada anteriormente – uma poderosa explosão de uma estrela massiva e velha que expele a maior parte do seu material para o espaço circundante, varrendo a poeira e os gases interestelares na sua vizinhança.

O novo artigo, aceite para publicação na revista The Astrophysical Journal, descreve as observações dos primeiros 100 dias da existência do objecto, cobrindo todo o espectro electromagnético da explosão, desde o rádio até aos raios-gama.

A análise, que inclui observações do INTEGRAL e XMM-Newton da ESA, bem como dos telescópios espaciais NuSTAR e Swift da NASA, encontrou uma fonte de raios-X altamente energéticos situada no interior da explosão.

O comportamento desta fonte, revelado nos dados, sugere que o fenómeno estranho pode ser ou um buraco negro nascente ou uma estrela de neutrões com um poderoso campo magnético, sugando o material circundante.

“A interpretação mais empolgante é que podemos ter visto pela primeira vez o nascimento de um buraco negro ou de uma estrela de neutrões,” comenta Raffaella Margutti da Universidade Northwestern, EUA, autora principal do artigo.

“Sabemos que os buracos negros e as estrelas de neutrões se formam quando as estrelas colapsam e explodem como super-novas, mas nunca vimos tais objectos no momento exacto da sua formação,” acrescenta Indrek Vurm do Observatório Tartu, na Estónia, que trabalhou na modelagem das observações.

A explosão AT2018cow não foi apenas 10 a 100 vezes mais brilhante do que qualquer outra super-nova já observada anteriormente: também atingiu o pico de luminosidade muito mais depressa do que qualquer outro evento conhecido anteriormente – em apenas alguns dias em comparação com as duas semanas normais.

O INTEGRAL fez as suas primeiras observações do fenómeno cerca de cinco dias depois de ter sido relatado e manteve a monitorização durante 17 dias. Os seus dados mostraram-se cruciais para a compreensão do estranho objecto.

“O INTEGRAL estuda uma gama de comprimentos de onda que não é coberta por qualquer outro satélite,” realça Erik Kuulkers, cientista do projecto INTEGRAL da ESA. “Nós temos uma certa sobreposição com o NuSTAR na parte dos raios-X altamente energéticos, mas também podemos observar a energias mais altas.”

Assim, enquanto os dados do NuSTAR revelaram em grande detalhe o espectro de raios-X, com o INTEGRAL os astrónomos foram capazes de ver o espectro inteiro da fonte, incluindo o seu limite superior em raios-gama suaves.

“Vimos uma espécie de ‘solavanco’ com um corte acentuado no espectro mais energético,” explica Volodymyr Savchenko, astrónomo da Universidade de Genebra, na Suíça, que trabalhou nos dados do INTEGRAL. “Este ‘solavanco’ é um componente adicional da radiação libertada pela explosão, brilhando através de um meio opaco ou opticamente espesso.”

“Esta radiação altamente energética veio provavelmente de uma área de plasma muito quente e denso em torno da fonte,” acrescenta Carlo Ferrigno, também da Universidade de Genebra.

Dado que o INTEGRAL continuou a monitorizar a explosão AT2018cow por um maior período de tempo, os seus dados também puderam mostrar que o sinal de raios-X altamente energéticos estava gradualmente a desvanecer.

Raffaella explica que a estes raios-X altamente energéticos que desapareceram se dá o nome radiação reprocessada – radiação da fonte que interage com material expelido pela explosão. À medida que o material se afasta do centro da explosão, o sinal diminui gradualmente e acaba por desaparecer completamente.

No entanto, neste sinal os astrónomos foram capazes de encontrar padrões típicos de um objecto que atrai matéria dos seus arredores – seja um buraco negro ou uma estrela de neutrões.

“É a característica mais invulgar que observámos em AT2018cow e é definitivamente algo sem precedentes no mundo dos eventos astronómicos transientes e explosivos,” diz Raffaella.

Entretanto, o XMM-Newton observou esta explosão invulgar duas vezes nos primeiros 100 dias da sua existência. Detectou a parte menos energética da sua emissão de raios-X que, segundo os astrónomos, vem directamente do “motor” no núcleo da explosão. Ao contrário dos raios-X altamente energéticos provenientes do plasma circundante, ainda são visíveis os raios-X de baixa energia da fonte.

Os astrónomos planeiam usar o XMM-Newton para realizar uma observação de acompanhamento no futuro, o que permitirá com que compreendam o comportamento da fonte ao longo de um maior período de tempo e em grande detalhe.

“Continuamos a analisar os dados do XMM-Newton para tentar compreender a natureza da fonte,” realça a co-autora Giulia Migliori, da Universidade de Bolonha, na Itália, que trabalhou nos dados de raios-X. “A acreção dos buracos negros deixa marcas características em raios-X, que podemos detectar nos nossos dados.”

“Este evento foi completamente inesperado e mostra que há muito que não entendemos completamente,” diz Norbert Scharterl, cientista do projecto XMM-Newton da ESA. “Um satélite, um único instrumento, nunca seria capaz de entender um objecto tão complexo. Os conhecimentos detalhados que pudemos reunir sobre o funcionamento da misteriosa explosão AT2018cow só foram alcançados graças à ampla cooperação e combinação de muitos telescópios.”

Astronomia On-line
15 de Janeiro de 2019

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1073: Tempestade cósmica refuta teoria sobre declínio de antigo reino asiático

NASA / JPL-Caltech

Uma equipa de investigadores detalhou com mais precisão os chamados “acontecimentos Miyake” – nome atribuído aos grandes desastres espaciais, associados a erupções vulcânicas, meteoros em queda e explosões solares – que deixam rastos em anéis de árvores.

De acordo com um novo estudo, publicado no início do mês de Setembro na revista Nature, a descoberta pode ajudar a determinar exactamente a idade de um achado arqueológico e provar ou refutar uma hipótese histórica. A técnica permitiu ainda esclarecer o mistério do declínio de um antigo reino asiático.

Os cientistas escrevem na publicação que houve um poderoso surto de actividade solar no ano de 774 que desencadeou uma tempestade de protões. Este surto descreve um incrível aumento dos raios cósmicos que atingiram a Terra na época – uma espécie de tormenta cósmica.

Estas partículas subatómicas de alta energia penetraram na atmosfera terrestre e desencadearam uma série de reacções que aumentaram os níveis de carbono 14. Este, ao ser absorvido pelas árvores durante a fotossíntese, acabou por se depositar nos seus anéis de crescimento – deixando um evidente “rasto”.

Este fenómeno foi descoberto em 2012 pela investigadora Fusa Miyake que detectou traços do fenómeno em restos de árvores em diferentes países. A cientista acabou ainda por apelidar estes eventos cósmicos.

Afinal, não foi uma erupção vulcânica

Na nova investigação, os cientistas partiram dos “acontecimento de Miyake” para esclarecer como é que o antigo reino de Balhae, localizado na Manchúria e no norte da península coreana, acabou por ruir em meados de 926, segundo apontam as crónicas.

A versão comummente aceite sugere que o reino teria entrado em declínio devido à erupção do Monte Paektu, cuja data exacta era até então desconhecida.

Para esclarecer o mistério do reino asiático, os cientistas submeteram um pinheiro enterrado sob as cinzas do vulcão à análise de radio-carbono, determinando que a árvore morreu entre os anos 920 e 950. De acordo com os cientistas, a árvore viveu 264 anos. E, por isso, os investigadores deduziram que a planta ainda estava viva em 774 – ano em que se deu a tempestade cósmica.

Depois, a contagem dos anéis determinou que a árvore morreu exactamente em 946, deduzindo-se que a erupção vulcânica ocorreu nesse ano. Após a erupção vulcânica, não podia restar mais nada de Balhae e, por isso, a equipa concluiu que a queda desta civilização não pode estar associada à erupção vulcânica do Monte Paektu.

Ou seja, a erupção vulcânica (946) deu-se após a queda do reino (em meados de 926). A nova investigação não aponta o que terá levado ao declínio do antigo reino mas descarta a hipótese de que terá sido um vulcão.

ZAP // RT

Por ZAP
26 Setembro, 2018

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1069: Explosão solar vai lançar o caos na Terra (só não se sabe quando)

Uma avassaladora tempestade solar pode afectar a Terra, com consequências trágicas para “o mundo inteiro”. O alerta é de um especialista da Agência Espacial Europeia que avisa que a chegada deste evento, resultado de uma explosão solar, é uma certeza, só não se sabe quando vai acontecer.

As explosões solares resultam da reorganização ou do cruzamento das linhas do campo magnético situadas perto das manchas solares, como explica a NASA. Estas explosões de energia libertam “muita radiação para o espaço” e se forem “muito intensas” podem “interferir com as comunicações de Rádio” na Terra, acrescenta a agência espacial.

Por vezes, estas explosões solares são “acompanhadas por um evento conhecido como Ejecção de Massa Coronal (CME na sigla original em Inglês) que liberta “enormes bolhas de radiação e partículas do Sol”, sublinha-se no site da NASA.

Quando as partículas da CME “alcançam áreas próximas da Terra, podem despoletar luzes intensas no céu chamadas auroras”, mas quando é “particularmente forte” também pode “interferir em redes de energia eléctrica” e, “na pior das hipóteses, pode causar escassez de electricidade e falta de energia”, releva a NASA.

Estas são “as explosões mais poderosas do nosso sistema solar“, sustenta a agência. E “se houver uma grande erupção solar, o mundo inteiro será afectado”, alerta o chefe do Gabinete de Meteorologia Espacial da Agência Espacial Europeia (ESA na sigla original em Inglês), Juha-Pekka Luntama, em declarações divulgadas pelo jornal inglês Express.

Um evento destes poderia causar o caos na Terra, destruindo satélites, equipamentos tecnológicos e redes eléctricas, com danos potenciais que podem atingir as 14 mil milhões de libras (16 mil milhões de euros), como salienta o jornal.

“Se a radiação de uma explosão solar atingir a Terra, pode destruir satélites, perturbar telemóveis e outras formas de comunicação”, avisa também o astrofísico Brian Gaensler, da Universidade de Toronto, no Canadá, em declarações citadas pelo jornal inglês Star.

E esses efeitos negativos poderiam prolongar-se durante meses ou até anos.

“O nosso Sol parece ser bonito e tranquilo, mas na verdade não é”, frisa Luntama no Express. “Há estes eventos de partículas solares energéticas em que os protões e os electrões são ejectados do Sol e aproximam-se da velocidade da luz“, realça, notando que “quando atingem satélites, podem causar o seu mau funcionamento ou até destruir a sua electrónica”.

Luntama diz que a humanidade tem tido “sorte”, mas lembra o chamado “Evento Carrington” de 1859 quando um CME levou a que fios telegráficos se incendiassem em alguns locais. “Não tivemos nenhum tão grande desde então, mas se aconteceu uma vez, vai voltar a acontecer e temos que estar preparados”, alerta.

A missão Lagrange

As declarações de Luntama surgem no âmbito da apresentação da missão Lagrange, com a qual a ESA pretende colocar uma sonda em órbita ao redor do Sol para monitorizar a sua actividade.

Esta missão, cujo investimento previsto ronda os 500 milhões de euros, vai ajudar a supervisionar as explosões solares, bem como os CME e outras actividades em torno da estrela.

“Podemos ver estes eventos com instrumentos na Terra”, todavia “é um pouco como ser um guarda-redes com a bola a vir directamente em direcção a nós”, destaca Luntama.

Com a missão Lagangre, será possível “melhorar a capacidade de dar leituras mais precisas” e detectar estas explosões solares atempadamente para “alertar as pessoas que estão a operar satélites e sistemas de energia”, de modo a que consigam “tomar medidas para proteger os equipamentos“, nota o especialista da ESA.

SV, ZAP //

Por SV
25 Setembro, 2018

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