O modelo-padrão é útil para explicar muitos aspectos das explosões solares, mas novas pesquisas indicam a necessidade de mecanismos adicionais.
Tempestades solares de dupla explosão são consideradas raras | Foto: Nasa/SDO
Um estudo, publicado recentemente na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, sobre explosões solares apontou diferenças entre o modelo-padrão usado para explicar esses fenômenos e dados observacionais obtidos durante uma erupção solar específica. Explosões solares são eventos intensos que ocorrem devido à liberação súbita de energia na atmosfera do Sol, podendo durar minutos ou horas.
O modelo-padrão explica que esses fenômenos são resultado da energia transportada por elétrons acelerados que se precipitam da região de reconexão magnética na coroa para a cromosfera. A colisão desses elétrons gera energia que é depositada na cromosfera, causando aquecimento e ionização do plasma e intensa radiação em várias faixas do espectro eletromagnético. As áreas onde essa energia é depositada são chamadas de “pés” dos arcos da explosão e normalmente aparecem em pares magneticamente conectados.
Pesquisadores compararam simulações baseadas no modelo-padrão com observações feitas pelo telescópio McMath-Pierce durante uma explosão solar específica, denominada SOL2014-09-24T17:50, que ocorreu em 24 de setembro de 2014. Esse evento é considerado uma das maiores e mais intensas explosões solares, amplamente documentado por ser raro devido à ocorrência de uma dupla explosão. Houve preocupação de que o evento pudesse causar interrupções em sinais de GPS, comunicações por rádio e transmissões de energia.
Conhecidas como ejeções de massa coronal (ou CMEs, na sigla em inglês), essas tempestades são classificadas de acordo com a intensidade de radiação que emitem, especialmente em raios-X. No caso de SOL2014-09-24T17:50, foi uma explosão que, como outras, envolveu a liberação de energia armazenada nos campos magnéticos do Sol, resultando em um aumento de radiação que pôde ser observado em várias partes do espectro eletromagnético. Embora individualmente essas ejeções não justifiquem advertências especiais, o curto intervalo entre elas e sua rota direta para a Terra são monitorados por agências espaciais e centros de previsões climáticas.
O estudo utilizou diversas técnicas, como simulações radiativo-hidrodinâmicas e o Método Monte Carlo, para tentar explicar esse atraso. O foco da análise foi o lapso temporal na emissão de radiação infravermelha de duas fontes cromosféricas pareadas. Enquanto o modelo-padrão sugeria que esses pontos brilhariam quase simultaneamente, a observação indicou um atraso de 0,75 segundo entre as emissões, muito acima do previsto. Um atraso de 0,75 segundo pode parecer pequeno, mas a análise mostrou que, com base no modelo, o atraso máximo esperado seria de 0,42 segundos.
O primeiro autor do artigo, Paulo José de Aguiar Simões, professor da Escola de Engenharia da Universidade Presbiteriana Mackenzie, pesquisador do Centro de Radioastronomia e Astrofísica Mackenzie, conta que utilizou técnicas sofisticadas.
“Utilizamos uma técnica estatística sofisticada para inferir as diferenças de tempo das emissões dos pés de arcos, e o chamado Método Monte Carlo para estimar as incertezas desses valores. Além disso, os resultados foram testados por simulações de transportes de elétrons e por simulações radiativo-hidrodinâmicas. Por meio de todos esses recursos, pudemos construir diferentes cenários para o tempo de voo dos elétrons da coroa até a cromosfera e o tempo de produção da radiação no infravermelho. Todos os cenários baseados nas simulações apresentaram diferenças de tempo muito menores do que as obtidas pela observação telescópica,” informa Simões.
Com base nesses resultados, os pesquisadores concluíram que o modelo-padrão de explosões solares precisa ser revisado.
“O atraso temporal observado entre as fontes cromosféricas desafia o modelo-padrão de transporte de energia por feixes de elétrons. A existência de um atraso maior sugere que outros mecanismos de transporte de energia podem estar em jogo. Mecanismos como ondas magnetossônicas, transporte condutivo ou outras formas de transporte de energia podem ser necessários para explicar o atraso observado. Esses mecanismos adicionais precisam ser considerados para uma compreensão completa das erupções solares,” diz Simões.
Os dados computacionais com base na teoria existente não foram capazes de explicar totalmente a discrepância obtida por meio de observações telescópicas, mostrando que mecanismos adicionais devem ser levados em conta no processo. O atraso, maior do que o previsto, sugere que o transporte de energia nas explosões solares pode envolver fatores além dos elétrons acelerados. Identificar esses mecanismos permite uma compreensão mais completa e precisa das erupções solares e seus efeitos na atmosfera solar e na Terra.
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