Os cientistas identificaram a fonte de partículas perigosas de alta energia no Sol

A fonte de partículas solares potencialmente perigosas ejetadas pelo Sol em alta velocidade durante tempestades em sua atmosfera externa foi descoberta pela primeira vez por pesquisadores da Universidade da Califórnia, Los Angeles e da Universidade George Mason.

Essas partículas são altamente carregadas e, se atingirem a atmosfera da Terra, podem interromper os satélites e a infraestrutura eletrônica, além de representar um perigo de radiação para astronautas e pessoas em aviões.

Em 1859, durante o chamado evento de Carrington, uma grande tempestade solar interrompeu os sistemas telegráficos em toda a Europa e América. No mundo de hoje, tão fortemente dependente da infraestrutura eletrônica, o potencial de danos é muito maior.

Para minimizar o perigo, os cientistas estão tentando entender como esses fluxos de partículas são formados para prever melhor quando podem afetar a Terra.

Em um novo estudo publicado na revista Science Advances, os pesquisadores analisaram a composição das partículas de energia solar que se dirigem para a Terra e descobriram que elas têm a mesma impressão do plasma localizado na parte inferior da coroa solar, próximo à região intermediária da atmosfera do Sol, o cromosfera.

Em nosso estudo, pela primeira vez, observamos onde exatamente as partículas de energia solar aparecem no sol. Nossos dados apóiam a teoria de que essas partículas altamente carregadas se originam do plasma que é mantido baixo na atmosfera do Sol por fortes campos magnéticos. Essas partículas de energia, uma vez liberadas, são então aceleradas por erupções que viajam a uma velocidade de vários milhares de quilômetros por segundo, dizem os cientistas.

Partículas de energia podem chegar à Terra muito rapidamente, em minutos ou horas, e esses eventos duram vários dias. Atualmente, só podemos fazer previsões desses eventos à medida que ocorrem, uma vez que é muito difícil prever esses eventos antes que aconteçam. Ao compreender melhor os processos que ocorrem no sol, podemos melhorar as previsões para que, quando uma grande tempestade solar estourar, tenhamos tempo para agir para reduzir os riscos.

O autor principal, Dr. David Brooks, disse: Nossas observações fornecem um vislumbre de onde vem o material que produz partículas de energia solar em vários eventos do último ciclo solar. Estamos agora iniciando um novo ciclo solar e, assim que começar, usaremos os mesmos métodos para ver se nossos resultados estão corretos ou se esses eventos são incomuns.

Temos sorte de que nossa compreensão dos mecanismos por trás das tempestades solares e das partículas de energia solar provavelmente avançará rapidamente nos próximos anos, graças aos dados provenientes de duas espaçonaves, a Solar Orbiter e a Parker Solar Probe, que estão se movendo mais perto do Sol do que qualquer outra. nave espacial antes.

No estudo, os cientistas usaram medições do satélite Vento da NASA, localizado entre o Sol e a Terra, para analisar uma série de fluxos de partículas de energia solar, cada uma das quais durou pelo menos um dia, em janeiro de 2014. Eles compararam isso com dados espectroscópicos da espaçonave Hinod operada por JAXA.

Eles descobriram que as partículas de energia solar medidas pelo satélite Wind têm a mesma assinatura química - uma abundância de silício sobre enxofre - que o plasma preso perto do topo da cromosfera solar. Esses locais estavam localizados na base dos loops coronais quentes, ou seja, na parte inferior do campo magnético e nos loops de plasma estendendo-se para a atmosfera externa do Sol e vice-versa.

Usando uma nova técnica, a equipe mediu a força do campo magnético coronal nesses pontos e descobriu que é muito alta, na faixa de 245 a 550 Gauss, confirmando a teoria de que o plasma está preso na atmosfera do Sol por fortes campos magnéticos antes de ser ejetado para o espaço.

Partículas de energia solar são liberadas do Sol e aceleradas por erupções solares (grandes explosões) ou ejeções de massa coronal - as ejeções de enormes nuvens de plasma e campo magnético. Cerca de 100 eventos de ejeção de partículas solares ocorrem a cada ciclo solar de 11 anos, embora esse número varie de ciclo para ciclo.

Evidências recentes apóiam a ideia de que algumas partículas se originam de uma fonte diferente do vento solar lento (cuja origem ainda é debatida), uma vez que são aprisionadas sob certas condições em loops coronais quentes no centro da região da fonte. Um vento solar mais rápido é continuamente emitido pelo Sol; sua colisão com a atmosfera da Terra pode acionar a aurora boreal.

As partículas de alta energia, lançadas em janeiro de 2014, vieram de uma região volátil do Sol que tinha erupções solares frequentes, bem como um campo magnético extremamente forte. A área, conhecida como 11944, era uma das maiores regiões ativas do Sol na época e era visível para os observadores na Terra como uma mancha solar - uma mancha escura na superfície do Sol.

Na época, o Centro de Previsão do Clima Espacial NOAA / NWS anunciou uma forte tempestade de radiação, mas o evento da partícula solar é conhecido por não ter causado qualquer perturbação na atmosfera da Terra, embora os sistemas de computador da própria espaçonave Hinode tenham registrado vários impactos de partículas.

Pouco tempo depois, a intensidade do campo magnético na região de 11944 foi medida em um estudo separado, e foi uma das mais altas já registradas no Sol, -8,2 kG.