A superfície do Sol dança. Forçados a observar essa dança de longe, os cientistas usam todas as ferramentas disponíveis para procurar padrões e conexões para descobrir o que causa essas grandes explosões. O mapeamento desses padrões pode ajudar os cientistas a prever o aparecimento do clima espacial que irrompe do Sol em direção à Terra, interferindo nas comunicações e nos sinais do Sistema de Posicionamento Global (GPS).
A análise de 191 explosões solares desde maio de 2010 pelo Solar Dynamics Observatory (SDO) da NASA mostrou recentemente uma nova peça no padrão: cerca de 15% das explosões apresentam uma distinta “fase tardia”, alguns minutos a horas mais tarde, que nunca havia sido antes totalmente observado. Essa fase tardia do flare bombeia muito mais energia para o espaço do que se pensava anteriormente.
"Estamos começando a ver todo tipo de coisa nova", diz Phil Chamberlin, cientista adjunto de projeto da SDO no Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA, em Greenbelt, Maryland. "Vemos um grande aumento nas emissões de meia hora a várias horas depois , às vezes é ainda maior do que as fases originais e tradicionais do alargamento. Em um caso, em 3 de novembro de 2010, medir apenas os efeitos do surto principal significaria subestimar a quantidade de energia disparada na atmosfera da Terra em 70%. ”
Todo o sistema climático espacial, da superfície do Sol até as bordas externas do sistema solar, depende de como a energia é transferida de um evento para outro - a reconexão magnética perto do Sol é transferida para a energia de movimento que passa pelo espaço para a energia depositada na atmosfera da Terra, por exemplo. Uma melhor compreensão dessa crise tardia ajudará os cientistas a quantificar quanta energia é produzida quando o sol entra em erupção.
A equipe encontrou evidências para essas fases tardias quando o SDO começou a coletar dados em maio de 2010 e o Sun decidiu fazer um show. Naquela primeira semana, no meio de um tempo bastante calmo para o sol, surgiram nove labaredas de tamanhos variados. Os tamanhos dos flares são divididos em categorias, denominadas A, B, C, M e X, que são definidas há muito tempo pela intensidade dos raios X emitidos no pico do flare, medidos pelo sistema de satélite GOES (Satélite Geoestacionário Operacional Ambiental). O GOES é uma rede de satélites operada pela NOAA que está em órbita geossíncrona perto da Terra desde 1976. Um dos satélites GOES mede apenas as emissões de raios X e é uma fonte crucial de informações sobre o clima espacial que o sol envia em nosso caminho.
Em maio de 2010, no entanto, a SDO observou esses alarmes com sua visão de comprimento de onda múltiplo. Ele registrou dados indicando que alguns outros comprimentos de onda da luz não estavam se comportando em sincronia com os raios-X, mas atingiram o pico em outros momentos.
"Por décadas, nosso padrão para os surtos é observar os raios-x e ver quando eles atingem o pico", diz Tom Woods, cientista espacial da Universidade do Colorado, Boulder, Colorado, primeiro autor de um artigo sobre esse assunto. que fica on-line em 7 de setembro no Astrophysical Journal. "Essa é a nossa definição para quando um flare dispara. Mas estávamos vendo picos que não correspondiam aos raios X. " Woods diz que no começo eles estavam preocupados com os dados serem uma anomalia ou uma falha nos instrumentos. Mas, ao confirmar os dados com outros instrumentos e observar os padrões se repetirem ao longo de muitos meses, começaram a confiar no que estavam vendo. "E então ficamos empolgados", diz ele.
Ao longo de um ano, a equipe usou o instrumento EVE (for Extreme ultraviolet Variability Experiment) no SDO para registrar dados de muitas outras explosões. O EVE não captura imagens convencionais. Woods é o principal investigador do instrumento EVE e ele explica que ele coleta toda a luz do sol de uma só vez e depois separa com precisão cada comprimento de onda da luz e mede sua intensidade. Isso não produz imagens bonitas como os outros instrumentos no SDO, mas fornece gráficos que mapeiam como cada comprimento de onda da luz fica mais forte, atinge o pico e diminui com o tempo. O EVE coleta esses dados a cada 10 segundos, uma taxa garantida para fornecer novas informações sobre como o sol muda, uma vez que os instrumentos anteriores mediam essas informações a cada hora e meia ou não olhavam todos os comprimentos de onda simultaneamente - não informações suficientes. para obter uma imagem completa do aquecimento e resfriamento do flare.
[/rubrica]
Gravando luz ultravioleta extrema, o espectro EVE mostrou quatro fases na vida média de um sinalizador. Os três primeiros foram observados e estão bem estabelecidos. (Embora o EVE tenha sido capaz de medi-los e quantificá-los em uma ampla gama de comprimentos de onda da luz melhor do que nunca). A primeira fase é a fase impulsiva dos raios X, na qual partículas altamente energéticas na atmosfera do sol chovem em direção à superfície do sol após um evento explosivo na atmosfera conhecido como reconexão magnética. Eles caem livremente por alguns segundos a minutos, até atingirem a atmosfera mais densa e baixa, e então a segunda fase, a fase gradual, começa. Ao longo de minutos a horas, o material solar, chamado plasma, é aquecido e explode de volta, traçando seu caminho ao longo de loops magnéticos gigantes, preenchendo os loops com plasma. Esse processo emite tanta luz e radiação que pode ser comparado a milhões de bombas de hidrogênio.
A terceira fase é caracterizada pela atmosfera do Sol - a coroa - perdendo brilho, e é conhecida como fase de escurecimento da coroa. Isso geralmente é associado ao que é conhecido como ejeção de massa coronal, na qual uma grande nuvem de plasma irrompe da superfície do sol.
Mas a quarta fase, a fase tardia, detectada pelo EVE, era nova. De uma a cinco horas depois, em vários momentos, eles viram um segundo pico de material coronal quente que não correspondia a outra explosão de raios-X.
“Muitas observações detectaram um pico ultravioleta extremo aumentado apenas alguns segundos após a fase principal do surto, e esse comportamento é considerado uma parte normal do processo do surto. Mas essa fase tardia é diferente ”, diz Chamberlin, de Goddard, que também é coautor do artigo. “Essas emissões acontecem substancialmente mais tarde. E isso acontece depois que o surto principal exibe esse pico inicial. ”
Para tentar entender o que estava acontecendo, a equipe analisou as imagens coletadas da Advanced Imaging Assembly (AIA) da SDO. Eles puderam ver a erupção do alargamento da fase principal nas imagens e também notaram um segundo conjunto de loops coronais bem acima do local do alargamento original. Esses loops extras foram mais longos e se tornaram mais brilhantes depois do conjunto original (ou loops pós-flare que apareceram minutos depois). Esses loops também foram separados fisicamente dos anteriores.
"A intensidade que estamos gravando nos surtos de fase tardia é geralmente mais fraca que a intensidade dos raios X", diz Woods. "Mas a fase tardia continua muito mais longa, às vezes por várias horas, e consome tanta energia total quanto a chama principal que normalmente dura apenas alguns minutos". Como essa fonte extra de energia anteriormente não realizada do flare é igualmente importante para impactar a atmosfera da Terra, Woods e seus colegas estão agora estudando como os flares da fase final podem influenciar o clima espacial.
A crise da fase final é, obviamente, apenas uma peça do quebra-cabeça, enquanto tentamos entender a estrela com a qual vivemos. Mas, acompanhando a energia, medindo todos os diferentes comprimentos de onda da luz, usando todos os instrumentos que a NASA tem à sua disposição, essas informações nos ajudam a mapear todos os passos da grande dança do Sol.
