Pesquisadores fizeram um grande avanço na física solar ao encontrar a primeira evidência direta de ondas Alfvén torsionais em pequena escala dentro da coroa solar. Essas ondas magnéticas, elusivas e teoricamente previstas na década de 1940, têm sido amplamente suspeitas de desempenhar um papel fundamental no aquecimento da atmosfera externa do Sol.
As descobertas, publicadas em 24 de outubro na Nature Astronomy, foram alcançadas usando o poderoso Telescópio Solar Daniel K. Inouye, da Fundação Nacional de Ciências dos EUA (NSF), no Havai. Com essa descoberta, os cientistas podem finalmente ter uma explicação para o motivo pelo qual a camada externa do Sol, a coroa, atinge milhões de graus enquanto sua superfície permanece em torno de 5.500°C.
Compreendendo as Ondas Alfvén e Seu Papel
As ondas Alfvén são vibrações magnéticas que se movem através do plasma, previstas pela primeira vez em 1942 pelo laureado com o Prêmio Nobel Hannes Alfvén. Versões maiores dessas ondas já haviam sido observadas antes, muitas vezes relacionadas a erupções solares. No entanto, essa nova observação marca a primeira vez que os cientistas capturaram evidências do tipo menor e constantemente presente, que pode fornecer energia contínua ao Sol.
O professor Richard Morton, Fellow do UKRI Future Leader da Universidade de Northumbria, liderou o estudo. Ele explicou: “Essa descoberta encerra uma busca prolongada por essas ondas que se originou na década de 1940. Finalmente conseguimos observar diretamente esses movimentos torsionais que torcem as linhas do campo magnético para frente e para trás na coroa.”
Um Avanço Tecnológico com o Telescópio Solar Inouye
A descoberta foi possibilitada pelo Cryogenic Near Infrared Spectropolarimeter (Cryo-NIRSP) do Telescópio Solar Daniel K. Inouye, o instrumento mais avançado já construído para estudar a coroa solar. Este instrumento pode detectar estruturas extremamente finas na atmosfera solar e medir até os movimentos mais sutis do plasma.
O espelho de quatro metros do telescópio — quatro vezes maior que qualquer telescópio solar anterior — torna-o a instalação mais poderosa de seu tipo. Operado pelo Observatório Solar Nacional da NSF, representa mais de vinte anos de colaboração global. A Universidade de Northumbria contribuiu por meio de um consórcio do Reino Unido que projetou câmeras para o Imager de Banda Visível do telescópio, aprimorando o forte histórico da instituição em pesquisa solar.
Rastreamento de Ferro Superaquecido na Coroa
O professor Morton foi concedido tempo de observação enquanto o telescópio ainda estava passando por testes. Usando o Cryo-NIRSP, sua equipe acompanhou o movimento do ferro na coroa, aquecido a impressionantes 1,6 milhões de graus Celsius.
A chave para identificar as elusivas ondas torsionais veio de novos métodos de análise de dados desenvolvidos por Morton. Conforme ele explica: “O movimento do plasma na coroa solar é dominado por movimentos balançantes. Esses movimentos mascaram as oscilações torsionais, então tive que desenvolver uma forma de remover o balanço para encontrar a torção.”
Diferente das mais familiares ondas “kink” que fazem com que toda a estrutura magnética oscile e podem ser vistas em vídeos solares, as ondas Alfvén torsionais criam um movimento de torção sutil que só pode ser detectado espectroscopicamente. Isso significa que os cientistas devem medir como o plasma se desloca para longe e em direção à Terra, produzindo padrões característicos vermelhos e azuis em lados opostos das estruturas magnéticas.
Desvendando os Segredos do Calor e da Energia Solar
Essa descoberta lança nova luz sobre como a atmosfera do Sol funciona. A coroa, visível durante eclipses solares totais, pode exceder um milhão de graus Celsius — quente suficiente para propulsar partículas carregadas para fora como o vento solar que preenche nosso sistema solar.
A pesquisa envolveu cientistas da Universidade de Peking (China), KU Leuven (Bélgica), Universidade Queen Mary de Londres, Academia Chinesa de Ciências e o Observatório Solar Nacional da NSF no Havai e no Colorado, refletindo um amplo esforço internacional.
Compreender como as ondas Alfvén se comportam tem uma importância prática para prever o clima espacial. O vento solar transporta distúrbios magnéticos que podem interferir em GPS, satélites e redes elétricas na Terra. Essas ondas observadas recentemente podem também explicar “rebotes magnéticos”, explosões de energia no vento solar detectadas recentemente pela sonda solar Parker da NASA.
“Essa pesquisa fornece validação essencial para a gama de modelos teóricos que descrevem como a turbulência das ondas Alfvén alimenta a atmosfera solar”, acrescentou o professor Morton. “Ter observações diretas finalmente nos permite testar esses modelos contra a realidade.”
Pesquisas Futuras e Descobertas em Andamento
A equipe espera que essa descoberta incentive investigações adicionais sobre como essas ondas se propagam e dissipation energia na coroa. A habilidade do Cryo-NIRSP do Telescópio Solar Daniel K. Inouye de fornecer espectros de alta qualidade abre novas possibilidades para o estudo da física das ondas na atmosfera solar.
A pesquisa foi apoiada por Bolsas do UKRI Future Leaders, pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China e pelo programa Horizon Europe da União Europeia.
Este é o terceiro artigo que o professor Morton publicou este ano em relação à sua pesquisa sobre ondas Alfvén. Em abril de 2025, o artigo High-frequency Coronal Alfvénic Waves Observed with DKIST/Cryo-NIRSP foi publicado na The Astrophysical Journal, seguido pelo artigo On the Origins of Coronal Alfvénic Waves, publicado em junho de 2025 na The Astrophysical Journal Letters.
