A missão Solar Orbiter, liderada pela Agência Espacial Europeia, conseguiu dividir a enxurrada de partículas energéticas lançadas pelo Sol no espaço em dois grupos, rastreando cada um de volta a um tipo diferente de explosão proveniente de nossa estrela.
O Sol é o acelerador de partículas mais energético do Sistema Solar. Ele acelera elétrons a quase a velocidade da luz e os lança ao espaço, inundando o Sistema Solar com os chamados ‘Elétrons Energéticos Solares’ (EES).
Pesquisadores utilizaram o Solar Orbiter para identificar a fonte desses elétrons energéticos e rastrear o que vemos no espaço de volta ao que realmente está acontecendo no Sol. Em um artigo a ser publicado na Astronomy & Astrophysics em 1º de setembro, eles explicam que encontraram dois tipos de EES com histórias claramente distintas: um conectado a intensos flares solares (explosões de áreas menores na superfície do Sol) e outro a erupções maiores de gás quente da atmosfera do Sol (conhecidos como ‘ejeções de massa coronal’, ou CMEs).
“Observamos uma clara divisão entre os eventos de partículas ‘impulsivos’, nos quais esses elétrons energéticos aceleram da superfície do Sol em rajadas via flares solares, e os ‘gradual’, associados a CMEs mais prolongadas, que liberam uma onda mais ampla de partículas ao longo de períodos maiores,” afirma o autor principal Alexander Warmuth do Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP), na Alemanha.
Uma conexão mais clara
Embora os cientistas soubessem da existência de dois tipos de eventos de EES, o Solar Orbiter foi capaz de medir um grande número de eventos e olhar muito mais de perto para o Sol do que outras missões haviam feito, revelando como eles se formam e deixam a superfície de nossa estrela.
“Só conseguimos identificar e entender esses dois grupos observando centenas de eventos em diferentes distâncias do Sol com múltiplos instrumentos – algo que apenas o Solar Orbiter pode fazer,” acrescenta Alexander. “Ao nos aproximarmos tanto de nossa estrela, pudemos medir as partículas em um estado ‘pristino’ inicial e, assim, determinar com precisão o tempo e o local em que começaram no Sol.”
Atrasos de voo
Os pesquisadores detectaram os eventos de EES em diferentes distâncias do Sol. Isso permitiu que estudassem como os elétrons se comportam enquanto viajam pelo Sistema Solar, respondendo a uma questão persistente sobre essas partículas energéticas.
Quando avistamos um flare ou uma CME, muitas vezes há um evidente atraso entre o que vemos acontecer no Sol e a liberação de elétrons energéticos no espaço. Em casos extremos, as partículas parecem levar horas para escapar. Por quê?
“Acontece que isso está pelo menos parcialmente relacionado à forma como os elétrons viajam pelo espaço – pode haver um atraso na liberação, mas também um atraso na detecção,” diz a coautora e Pesquisadora da ESA, Laura Rodríguez-García. “Os elétrons encontram turbulência, se dispersam em direções diferentes, e assim por diante, então não os detectamos imediatamente. Esses efeitos se acumulam à medida que você se afasta do Sol.”
O espaço entre o Sol e os planetas do Sistema Solar não está vazio. Um vento de partículas carregadas flui constantemente do Sol, arrastando o campo magnético do Sol com ele. Isso preenche o espaço e influencia como os elétrons energéticos viajam; em vez de poderem ir para onde querem, eles são confinados, dispersos e perturbados por esse vento e por seu magnetismo.
O estudo cumpre um objetivo importante do Solar Orbiter: monitorar continuamente nossa estrela e seus arredores para rastrear partículas ejetadas de volta às suas fontes no Sol.
“Graças ao Solar Orbiter, estamos conhecendo nossa estrela melhor do que nunca,” diz Daniel Müller, Cientista de Projeto da ESA para o Solar Orbiter. “Durante seus primeiros cinco anos no espaço, o Solar Orbiter observou uma riqueza de eventos de Elétrons Energéticos Solares. Como resultado, conseguimos realizar análises detalhadas e reunir um banco de dados único para a comunidade mundial explorar.”
Protegendo a Terra
Essencialmente, a descoberta é importante para nossa compreensão do clima espacial, onde previsões precisas são essenciais para manter nossas espaçonaves operacionais e seguras. Um dos dois tipos de eventos de EES é mais importante para o clima espacial: aquele conectado às CMEs, que tendem a conter mais partículas de alta energia e, portanto, ameaçam causar muito mais danos. Por isso, ser capaz de distinguir entre os dois tipos de elétrons energéticos é de enorme relevância para nossas previsões.
“Conhecimentos como este do Solar Orbiter ajudarão a proteger outras espaçonaves no futuro, permitindo-nos entender melhor as partículas energéticas do Sol que ameaçam nossos astronautas e satélites,” acrescenta Daniel. “A pesquisa é um excelente exemplo do poder da colaboração – foi possível apenas devido à expertise combinada e ao trabalho em equipe de cientistas europeus, equipes de instrumentos de vários Estados Membros da ESA e colegas dos EUA.”
Olhando para o futuro, a missão Vigil da ESA irá inovar uma abordagem revolucionária, observando operacionalmente o ‘lado’ do Sol pela primeira vez, desbloqueando insights contínuos sobre a atividade solar. Programada para ser lançada em 2031, a Vigil detectará eventos solares potencialmente perigosos antes que eles se tornem visíveis da Terra, nos dando conhecimento prévio sobre sua velocidade, direção e chance de impacto.
Nossa compreensão de como nosso planeta responde a tempestades solares também será investigada mais a fundo com o lançamento da missão Smile da ESA no próximo ano. A Smile estudará como a Terra suporta o incessante ‘vento’ e os surtos esporádicos de partículas ferozes lançadas em nossa direção pelo Sol, explorando como as partículas interagem com o campo magnético protetor de nosso planeta.
O Solar Orbiter é uma missão espacial de colaboração internacional entre a ESA e a NASA, operada pela ESA.