Os pesquisadores deram um grande salto na física solar ao encontrar a primeira evidência direta de ondas Alfvén torsionais em pequena escala dentro da coroa solar. Essas ondas magnéticas elusivas, teorizadas pela primeira vez na década de 1940, sempre foram suspeitas de desempenhar um papel fundamental no aquecimento da atmosfera externa do Sol.
As descobertas, publicadas em 24 de outubro na Nature Astronomy, foram realizadas usando o poderoso Telescópio Solar Daniel K. Inouye da Fundação Nacional de Ciência 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 Nobel Hannes Alfvén. Versões maiores dessas ondas já foram observadas antes, geralmente ligadas a erupções solares. No entanto, esta 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, bolsista do UKRI Future Leader da Universidade de Northumbria, liderou o estudo. Ele explicou: “Esta descoberta encerra uma busca prolongada por essas ondas que tem suas origens na década de 1940. Finalmente conseguimos observar diretamente esses movimentos torsionais torcendo as linhas de 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 menores movimentos de plasma.
O espelho do telescópio, com quatro metros de diâmetro – quatro vezes maior do que qualquer telescópio solar anterior – transforma-o na 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 através de um consórcio do Reino Unido que projetou câmeras para o Imager de Banda Visível do telescópio, ampliando a forte experiência 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 uma extraordinária temperatura de 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. Como ele explica: “O movimento do plasma na coroa do Sol é dominado por movimentos de balançar. Esses movimentos mascaram os movimentos torsionais, então eu tive que desenvolver uma maneira de remover o balançar para encontrar o torcer.”
Ao contrário das ondas “kink” mais familiares que fazem estruturas magnéticas inteiras oscilar e podem ser vistas em vídeos solares, as ondas Alfvén torsionais criam um sutil movimento de torção que só pode ser detectado espectroscopicamente. Isso significa que os cientistas devem medir como o plasma se desloca em direção e para longe da Terra, produzindo padrões vermelhos e azuis identificáveis em lados opostos das estruturas magnéticas.
Desvendando os Segredos do Calor e da Energia Solar
Essa descoberta lança nova luz sobre como funciona a atmosfera do Sol. A coroa, visível durante eclipses solares totais, pode ultrapassar um milhão de graus Celsius – quente o suficiente para propelir 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 Colorado, refletindo um amplo esforço internacional.
Compreender como as ondas Alfvén se comportam tem 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 recém-observadas também podem explicar os “retrocessos magnéticos”, explosões de energia no vento solar recentemente detectadas pela sonda solar Parker da NASA.
“Esta pesquisa fornece uma validação essencial para a gama de modelos teóricos que descrevem como a turbulência das ondas Alfvén alimenta a atmosfera solar,” acrescentou o Professor Morton. “Tê-las observadas diretamente finalmente nos permite testar esses modelos contra a realidade.”
Pesquisas Futuras e Descobertas Contínuas
A equipe antecipa que essa descoberta irá impulsionar investigações adicionais sobre como essas ondas se propagam e dissipam energia na coroa. A capacidade do instrumento 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 de Liderança Futura do UKRI, pela Fundação Nacional de Ciência Natural da China e pelo programa Horizonte Europa 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 no The Astrophysical Journal, seguido pelo artigo On the Origins of Coronal Alfvénic Waves, publicado em junho de 2025 na The Astrophysical Journal Letters.
