Quebrando o mistério de 60 anos das ondas magnéticas do Sol

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Um cientista da Queen’s University em Belfast levou uma equipe internacional à descoberta inovadora de por que as ondas magnéticas do Sol se fortalecem e crescem à medida que emergem de sua superfície, o que poderia ajudar a resolver o mistério de como a coroa do Sol mantém suas milhões de graus de temperatura.

Por mais de 60 anos, as observações do Sol mostraram que, à medida que as ondas magnéticas saem do interior do Sol, elas crescem em força, mas até agora não havia nenhuma evidência observacional sólida de por que esse era o caso. As altas temperaturas da coroa também sempre foram um mistério. Geralmente, quanto mais próximos estamos de uma fonte de calor, mais quentes nos sentimos.

No entanto, é o oposto do que parece acontecer no Sol – suas camadas externas são mais quentes que a fonte de calor em sua superfície. Os cientistas aceitam há muito tempo que as ondas magnéticas canalizam energia do vasto reservatório de energia interior do Sol, que é alimentado por fusão nuclear, para as regiões externas de sua atmosfera. Portanto, entender como o movimento das ondas é gerado e se espalha por todo o Sol é de enorme importância para os pesquisadores.

A equipe, liderada pelo Queen’s, incluiu 13 cientistas, abrangendo cinco países e 11 institutos de pesquisa, incluindo a Universidade de Exeter; Universidade de Northumbria; a Agência Espacial Europeia; Instituto de Astrofísica de Canarias, Espanha; Universidade de Oslo, Noruega; Agência Espacial Italiana e Universidade Estadual da Califórnia Northridge, EUA.

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Ondas na atmosfera solar mais baixa

Os especialistas formaram um consórcio chamado “Ondas na atmosfera solar mais baixa (WaLSA)” para realizar a pesquisa e usaram observações avançadas de alta resolução do telescópio solar Dunn da National Science Foundation, Novo México, para estudar as ondas.

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O Dr. David Jess, da Escola de Matemática e Física da Queen’s, liderou a equipe de especialistas. Ele explica: “Esse novo entendimento do movimento das ondas pode ajudar os cientistas a descobrir a peça que está faltando no quebra-cabeça de por que as camadas externas do Sol são mais quentes que sua superfície, apesar de estarem mais afastadas da fonte de calor.

“Ao quebrar a luz do Sol em suas cores básicas, fomos capazes de examinar o comportamento de certos elementos da tabela periódica em sua atmosfera, incluindo silício (formado perto da superfície do Sol), cálcio e hélio (formado na cromosfera onde a amplificação da onda é mais aparente).

“As variações nos elementos permitiram descobrir as velocidades do plasma do Sol. As escalas de tempo em que evoluíram foram comparadas, o que permitiu que as freqüências de ondas do Sol fossem registradas. Isso é semelhante à maneira como um complexo conjunto musical é desconstruído em notas e frequências básicas visualizando sua partitura “.

A equipe então usou supercomputadores para analisar os dados por meio de simulações. Eles descobriram que o processo de amplificação das ondas pode ser atribuído à formação de um ‘ressonador acústico’, onde mudanças significativas na temperatura entre a superfície do Sol e sua coroa externa criam limites parcialmente refletivos e agem para capturar as ondas, permitindo-lhes para intensificar e crescer dramaticamente em força.

Os especialistas também descobriram que a espessura da cavidade de ressonância – a distância entre as mudanças significativas de temperatura – é um dos principais fatores que governam as características do movimento de onda detectado.

Dr. Jess comenta: “O efeito que descobrimos na pesquisa é semelhante ao modo como um violão muda o som que ele emite através da forma de seu corpo oco.

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Se pensarmos nessa analogia, podemos ver como as ondas capturadas no sol podem crescer e mudar à medida que saem de sua superfície e se movem em direção às camadas externas e externas “. O Dr. Ben Snow, da Universidade de Exeter e co-autor do estudo, disse: “Esta nova pesquisa abre as portas para fornecer uma nova compreensão do mistério que envolve as ondas magnéticas do Sol. Este é um passo crucial para explicar a coronal. problema de aquecimento – onde a temperatura a alguns milhares de quilômetros da superfície – é mais quente que a própria fonte de calor “.

Os resultados do estudo foram publicados na Nature Astronomy . O financiamento para o estudo foi fornecido pelo Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia, Randox Laboratories Ltd., Ministério de Economia e Competitividade, Invest Northern Ireland, Departamento de Emprego e Aprendizagem na Irlanda do Norte, CE | Programa-Quadro Horizonte 2020 e Norges Forskningsråd.

A comunidade global de física planeja agora fazer novas investigações usando os telescópios solares de nova geração que estarão disponíveis nos próximos anos. Isso inclui o próximo Telescópio Solar Daniel K. Inouye, um observatório de US $ 300 milhões em fase de conclusão no Havaí.

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