2402: Vento solar soprou dentro de um laboratório

CIÊNCIA

NASA
Os ventos solares transportam os isótopos de oxigénio da Terra para a Lua

Uma equipa de cientistas conseguiu reproduzir, dentro das quatro paredes de um laboratório, ventos solares, confirmando como se desenvolvem e proporcionando um novo modelo para o futuro estudo da física solar.

Os ventos solares são ouro para os cientistas, uma vez que perturbam a função dos satélites da Terra e criam as luzes das famosas auroras boreais. Estudá-los é o desejo de muitos físicos, nomeadamente os da equipa que levou a cabo esta experiência na Universidade de Wisconsin-Madison, nos Estados Unidos.

O Sol é uma grande bola de plasma quente, um estado energético de matéria composto por gás ionizado. Quando gira, o plasma acompanha a rotação e esse movimento de plasma no núcleo solar produz um campo magnético que preenche a atmosfera solar. A uma certa distância do Sol, conhecida como superfície de Alfvén, esse campo magnético enfraquece e o plasma separa-se do Sol, criando, assim, o vento solar.

“Apesar de ser muito variável, há essencialmente dois tipos de vento solar: o rápido e o lento”, explica Ethan Peterson, estudante de Física da Universidade norte-americana e autor principal do estudo, publicado no fim do mês na Nature Physics.

“As missões dos satélites documentaram de onde vem o vento rápido. Por isso, estávamos a tentar esclarecer, na nossa investigação, a origem do vento lento e como evolui enquanto viaja em direcção à Terra”, acrescentou.

Apesar de Peterson e a sua equipa não terem acesso há grande bola de plasma, têm acesso a uma outra bola que acabou por ser fundamental nesta experiência: a Grande Bola Vermelha, uma esfera oca com três metros de largura, com um íman forte no centro e várias sondas no interior.

Durante a experiência, os cientistas bombearam gás hélio, ionizaram-no para criar plasma e aplicaram uma corrente eléctrica que, juntamente com o campo magnético, agitou o plasma, criando uma imitação quase perfeita do plasma rotativo e dos campos electromagnéticos do Sol.

Com um mini-Sol dentro do seu laboratório, os físicos foram capazes de fazer medições em vários pontos dentro da esfera, o que lhes permitiu estudar os fenómenos solares a 3 dimensões.

Um dos passos mais significativos foi a recriação da Espiral de Parker, um campo magnético que preenche todo o Sistema Solar. Por baixo da superfície de Alfvén, o campo magnético irradia directamente do Sol, mas a dinâmica do vento solar nessa superfície faz com que o campo magnético assuma uma forma em espiral.

“As medições de satélite são muito consistentes com o modelo da Espiral de Parker. No entanto, só conseguem provar um passo de cada vez, sendo incapazes de criar um mapa a grande escala, como o que podemos construir em laboratório”, explicou o líder da investigação, citado pelo EuropaPress. “As nossas medições confirmam a teoria de Parker.”

Além disso, os cientistas conseguiram também identificar a fonte do “arroto” do plasma do Sol, pequenas ejecções periódicas de plasma que alimentam o vento solar lento.

Com o plasma a girar, os físicos estudaram o campo magnético e a velocidade do plasma. Os dados identificaram uma região onde o plasma se movia rápido o suficiente e onde o campo magnético era muito fraco, o suficiente para fazer o plasma se desprender e expelir radialmente.

Estas ejecções são identificadas por satélites, mas os cientistas não sabiam o que as causava. “A nossa investigação conseguiu identificar como se desenvolvem estes ‘arrotos’”, disse Peterson.

Apesar de estas experiências na Terra serem um grande contributo, elas não substituem as missões no Espaço. A sonda solar Parker, lançada em agosto do ano passado, deverá cair abaixo da superfície de Alfvén e poderá fornecer medições preciosas do vento solar, nunca obtidas até hoje.

“O nosso trabalho mostra que experiências em laboratório também podem alcançar a física fundamental desses processos”, remata Ethan Peterson.

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Por ZAP
3 Agosto, 2019