As imagens de mais alta resolução de uma erupção solar capturadas na faixa H-alpha (656,28 nm) podem transformar nossa compreensão da arquitetura magnética do Sol — e melhorar a previsão do clima espacial. Usando o Telescópio Solar Daniel K. Inouye, construído e operado pelo Observatório Solar Nacional (NSO) da Fundação Nacional de Ciência dos EUA (NSF), astrônomos capturaram fios de loop coronal escuros com uma clareza sem precedentes durante a fase de decaimento de uma erupção de classe X1.3 em 8 de agosto de 2024, às 20:12 UT. Os laços tinham uma largura média de 48,2 km — podendo chegar a apenas 21 km — os menores loops coronais já registrados. Isso marca um avanço potencial na resolução da escala fundamental dos loops coronais solares e na expansão dos limites dos modelos de erupções para um novo nível.
Os loops coronais são arcos de plasma que seguem as linhas do campo magnético do Sol, muitas vezes precedendo erupções solares que acionam liberdades de energia súbitas associadas a algumas dessas linhas de campo magnético que se torcem e quebram. Esse surto de energia alimenta tempestades solares que podem impactar a infraestrutura crítica da Terra. Astrônomos no Inouye observam a luz solar na faixa H-alpha (656,28 nm) para visualizar características específicas do Sol, revelando detalhes não visíveis em outros tipos de observações solares.
“Esta é a primeira vez que o Telescópio Solar Inouye observa uma erupção de classe X,” diz Cole Tamburri, o autor principal do estudo, que é apoiado pelo Programa de Embaixadores do Telescópio Solar Inouye enquanto completa seu doutorado na Universidade do Colorado Boulder (CU). O programa é financiado pela NSF e foi projetado para apoiar doutorandos enquanto eles formam uma rede de cientistas em início de carreira nas universidades dos EUA, que trarão sua expertise na redução e análise de dados do Inouye para a comunidade solar mais ampla. “Essas erupções estão entre os eventos mais energéticos que nossa estrela produz, e tivemos a sorte de capturá-la sob condições perfeitas de observação.”
A equipe — que inclui cientistas do NSO, do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial (LASP), do Instituto Cooperativo de Pesquisa em Ciências Ambientais (CIRES) e da CU — focou nos finíssimos loops de campo magnético (centenas deles) entrelaçados acima dos materiais de erupção. Em média, os loops mediam cerca de 48 km de largura, mas alguns estavam no limite de resolução do telescópio. “Antes do Inouye, só podíamos imaginar como era essa escala,” explica Tamburri. “Agora podemos vê-la diretamente. Estes são os menores loops coronais já imaginados no Sol.”
O instrumento Visible Broadband Imager (VBI) do Inouye, ajustado para o filtro H-alpha, pode resolver características até ~24 km. Isso é mais de duas vezes e meia mais nítido do que o segundo melhor telescópio solar, e é esse salto em resolução que tornou essa descoberta possível. “Saber que um telescópio pode teoricamente fazer algo é uma coisa,” observa Maria Kazachenko, co-autora do estudo e cientista do NSO. “Ver realmente ele funcionar nesse limite é uma sensação eletrizante.”
Enquanto o plano original de pesquisa envolvia estudar a dinâmica da linha espectral cromosférica com o instrumento Visible Spectropolarimeter (ViSP) do Inouye, os dados do VBI revelaram tesouros inesperados — estruturas coronais ultra-finas que podem informar diretamente os modelos de erupção construídos com códigos hidrodinâmicos radiativos complexos. “Entramos procurando uma coisa e encontramos algo ainda mais intrigante,” admite Kazachenko.
Teorias há muito sugerem que os loops coronais poderiam ter entre 10 a 100 km de largura, mas confirmar essa faixa observacionalmente era impossível — até agora. “Estamos finalmente adentrando nas escalas espaciais sobre as quais especulamos por anos,” diz Tamburri. “Isso abre a porta para estudar não apenas seu tamanho, mas suas formas, sua evolução, e até mesmo as escalas onde a reconexão magnética — o motor por trás das erupções — ocorre.”
Talvez o mais instigante seja a ideia de que esses loops possam ser estruturas elementares — os blocos de construção fundamentais da arquitetura da erupção. “Se for esse o caso, não estamos apenas resolvendo feixes de loops; estamos resolvendo loops individuais pela primeira vez,” acrescenta Tamburri. “É como passar de ver uma floresta para, de repente, ver cada árvore individual.”
A própria imagem é de tirar o fôlego: loops escuros e finos arqueando em uma arcade brilhante, fitas de erupção brilhantes gravadas em um relevo quase impossivelmente nítido — uma compacta triangular perto do centro e um arco de forma curva no topo. Mesmo um espectador casual, sugere Tamburri, reconheceria imediatamente a complexidade. “É um momento histórico na ciência solar,” conclui. “Estamos finalmente vendo o Sol nas escalas em que ele opera.” Algo que só foi possível graças às capacidades sem precedentes do Telescópio Solar Daniel K. Inouye.
O artigo que descreve este estudo, intitulado “Desvendando Estruturas Finas Sem Precedentes em Loops de Erupção Coronal com o DKIST,” está agora disponível em The Astrophysical Journal Letters.
