A Parker Solar Probe (PSP) da NASA foi lançada em 12 de agosto de 2018, com o objetivo de se tornar a primeira nave espacial a tocar o Sol, ao mesmo tempo que nos ensina mais sobre a nossa estrela hospedeira do que qualquer nave espacial ou instrumento solar na história da humanidade. Agora, um estudo recente Submetido para O Jornal Astrofísico discute os dados incríveis que a PSP coletou sobre ejeções de massa coronal (CMEs) durante um período de quatro anos. Este estudo tem o potencial de ajudar os cientistas e o público a compreender melhor as CMEs e como elas contribuem para o clima espacial.
Aqui, Universo hoje fala com Dr. Tarik Mohammed Salman, que é pesquisador de pós-doutorado na George Mason University e autor principal do estudo sobre a motivação por trás do estudo, seus resultados mais significativos, implicações para pesquisas futuras, contribuições do PSP e a importância de estudar CMEs. Então, qual foi a motivação por trás deste estudo?
“Os dados científicos do PSP são um tesouro, pois coletam amostras do vento solar em distâncias radiais desconhecidas do Sol”, disse o Dr. Universo hoje. “Houve numerosos estudos de caso de ejeções de massa coronal (CMEs) usando observações PSP que forneceram novos insights sobre a evolução das CMEs à medida que as estruturas se propagam para mais longe do Sol. Estamos no sexto ano da missão da PSP que nos proporcionou um número razoável de ocorrências de CME para realizarmos uma investigação estatística. Essa foi a motivação para este projeto compilar um catálogo de eventos de CME que a PSP mediu de 2018 a 2022 e também investigar diferentes perspectivas da evolução da CME de forma estatística.”
Para o estudo, a PSP recolheu medições diretas de 32 ejeções de massa coronal interplanetárias (ICMEs) entre outubro de 2018 e agosto de 2022 e distâncias ao Sol variando entre 0,23 e 0,83 unidades astronómicas (UA), sendo 1 UA a distância entre a Terra e o Sol, ou aproximadamente 150 milhões de quilômetros (93 milhões de milhas). Das 32 medições, quatro foram descartadas devido a lacunas nos dados, restando 28 CMEs medidas com sucesso pelo PSP. Os objetivos do estudo eram identificar vários aspectos das CMEs, especificamente relativos à forma como elas mudam à medida que se afastam do Sol, também conhecida como distância radial. Então, quais foram os resultados mais significativos deste estudo?
Dr. Salman conta Universo hoje, “Alguns resultados que gostaria de destacar são que observamos que a estrutura magnética interna do CME se tornou mais complexa com a distância radial. Descobrimos que a força do campo magnético do CME diminuiu a uma taxa menor do que estudos anteriores. Vimos também que a expansão do CME é importante na formação da região de compressão à sua frente e o campo magnético interno influencia as flutuações de curta escala que encontramos dentro da região de compressão.”
Embora o estudo das CMEs se enquadre no campo científico da física solar, que estuda como todo o nosso Sol funciona, os cientistas também classificam as CMEs como parte de clima espacial, que estuda a atividade na superfície do Sol e como ela afeta o ambiente circundante. O clima espacial pode causar estragos na eletrônica, especificamente nos satélites de comunicação e nas estações de energia da Terra, com um dos eventos climáticos espaciais mais notáveis ocorrendo em setembro de 1859, conhecido como Evento Carrington, que foi causado por uma enorme tempestade solar que causou estragos na energia elétrica mundial. grades e também criaram auroras espetaculares em todo o mundo, sendo as últimas tradicionalmente visíveis apenas nas latitudes norte e sul. Portanto, que implicações este estudo pode ter em pesquisas futuras sobre o nosso Sol e, especificamente, sobre o clima espacial?
“O próprio catálogo compilado de eventos CME será um recurso valioso para a realização de futuros estudos de caso extensos”, disse o Dr. Universo hoje. “Compreender a evolução dos CMEs é de suma importância para as operações climáticas espaciais. Esta investigação estatística de diferentes aspectos da evolução da CME é um passo nesse sentido, pois valida aproximações anteriores, mas também levanta novas questões que precisam de ser exploradas mais profundamente com um conjunto de dados mais robusto no futuro.”
Depois de ter seu primeiro encontro solar em outubro de 2018, a PSP continuou a bater recordes relativamente à distância ao nosso Sol. Isso inclui atingir a distância mais próxima de 7,26 milhões de quilômetros (4,51 milhões de milhas) em 27 de setembro de 2023, que está programada para ser superada após seu último sobrevôo por Vênus em novembro de 2024. Os objetivos científicos do PSP incluem a determinação dos processos da coroa solar responsáveis pela produção o vento solar, obtendo informações sobre o plasma solar e as propriedades do campo magnético, e aprendendo mais sobre partículas de energia adicionais emitidas pelo Sol.
A razão pela qual o PSP pode viajar tão perto do nosso Sol é devido à sua escudo solar de última geração composto por um escudo composto de carbono de 11,43 centímetros de espessura (4,5 polegadas de espessura), capaz de suportar temperaturas escaldantes de até 1.377 graus Celsius (2.500 graus Fahrenheit). Embora a PSP já tenha batido recordes relativamente à distância ao Sol, a PSP está programado para entrar 6,16 milhões de quilómetros (3,83 milhões de milhas) durante a sua missão, que está prevista para durar um total de sete anos. Mas como é que a PSP contribuiu para a nossa compreensão do nosso Sol e do clima espacial?
“O PSP é muito importante para avançarmos em nossa compreensão atual da evolução da CME e do clima espacial”, disse o Dr. Universo hoje. “As questões de interesse para o clima espacial são se uma CME impactará a Terra e se ela terá um componente de campo voltado para o sul para interagir com o campo magnético norte da Terra. Nossas estruturas de modelagem dependem de uma caracterização inicial da CME mais próxima do Sol (dentro de 20 raios solares), com base na qual os modelos projetam os parâmetros da CME quando ela impacta a Terra.”
Dr. Salman continua: “A caracterização inicial é feita com base em imagens de sensoriamento remoto CME. O que a PSP está fazendo é fornecer medições diretas de CMEs nas fases iniciais de propagação. Somando-se a isso estão as observações radiais generalizadas do PSP para tornar nossas aproximações estatísticas mais robustas. É desta forma que a PSP está a contribuir para desenvolver uma imagem mais precisa da propagação e evolução da CME desde mais perto do Sol até à Terra.”
As CMEs têm sido observadas há milhares de anos na forma de auroras, quando o vento solar interage com o campo magnético da Terra próximo à superfície do planeta. Eles são produzido da coroa solar na forma de descargas massivas quando o plasma solar interage com o enorme campo magnético do Sol e suas velocidades podem variar de 250 quilômetros por segundo (155 milhas por segundo) a quase 3.000 quilômetros por segundo (1.864 milhas por segundo).
As CMEs são monitoradas pelo Centro de Previsão do Clima Espacial da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional, usando uma combinação de observatórios solares terrestres e espaciais. Conforme observado, o clima espacial é constantemente monitorado para determinar quantos danos podem ser causados às redes elétricas da superfície da Terra e às comunicações por satélite. Mas, além de monitorar o clima espacial, por que é tão importante estudar as CMEs?
“As CMEs são cruciais para a existência do nosso Sol”, diz o Dr. Universo hoje. “As CMEs aparecem como uma válvula que libera o campo magnético acumulado do Sol, sem o qual o Sol se despedaçará. Mas a investigação da ciência das EMC também tem uma relevância social importante. As CMEs provocam as tempestades solares mais fortes que podem causar estragos através do impacto nas redes eléctricas e nas redes de telecomunicações. As CMEs também podem danificar satélites em órbita e infra-estruturas tecnológicas. As CMEs também são agora incluídas entre os principais perigos naturais. Uma compreensão mais aprofundada das CMEs (desde a iniciação até a propagação e a evolução ao longo da linha Sol-Terra) é, portanto, necessária para melhorar o atual status quo das operações climáticas espaciais.”
Que novas descobertas os investigadores farão sobre as ejeções de massa coronal nos próximos anos e décadas? Só o tempo dirá, e é por isso que fazemos ciência!
Como sempre, continue fazendo ciência e olhando para cima!
