Universo Hoje investigou a importância de estudar crateras de impacto, superfícies planetárias, exoplanetas e astrobiologia, e o que essas disciplinas podem ensinar aos pesquisadores e ao público sobre como encontrar vida fora da Terra. Aqui, discutiremos o fascinante campo da física solar (também chamada de heliofísica), incluindo por que os cientistas a estudam, os benefícios e desafios de estudá-la, o que ela pode nos ensinar sobre como encontrar vida fora da Terra e como os futuros alunos podem continuar estudando a energia solar. física. Então, por que é tão importante estudar a física solar?

Profª Maria Kazachenkoque é astrofísico solar e professor assistente do Departamento de Ciências Astrofísicas e Planetárias da Universidade do Colorado, Boulder, conta Universo Hoje, “A física solar estuda como nosso Sol funciona, e nosso Sol é uma estrela. Devemos compreender como funciona a nossa estrela natal por vários motivos. Primeiro, as estrelas são os blocos de construção do nosso Universo. Até nós somos feitos de poeira estelar. Em segundo lugar, o nosso Sol fornece energia para a vida e afecta a nossa vida aqui na Terra (clima espacial, segurança digital, segurança dos astronautas). Então, para estarmos seguros, precisamos entender nossa estrela. Finalmente, o Sol é a única estrela onde pudemos obter mapas de campos magnéticos de alta qualidade, que definem a atividade estelar. Resumindo, estudar o Sol é fundamental para a nossa segurança espacial e para a compreensão do Universo.”

O campo da física solar data de 1300 aC Babilônia, onde os astrônomos documentaram numerosos eclipses solares, e os registros gregos mostram que os egípcios se tornaram muito proficientes na previsão de eclipses solares. Além disso, os antigos astrónomos chineses documentaram um total de 37 eclipses solares entre 720 a.C. e 480 a.C., juntamente com a manutenção de registos de observando manchas solares visíveis por volta de 800 AC, também. As manchas solares foram observadas pela primeira vez por vários astrônomos internacionais usando telescópios em 1610incluindo Galileu Galilei, cujos desenhos são mantidos até hoje.

Atualmente, os estudos de física solar são conduzidos por telescópios e observatórios terrestres e espaciais, incluindo o National Science Foundation (NSF). Telescópio Solar Daniel K. Inouye localizado no Havaí e na NASA Sonda Solar Parkercom este último vindo para dentro 7,26 milhões de quilómetros (4,51 milhões de milhas) da superfície do Sol em setembro de 2023. Mas com toda esta história e instrumentos científicos, quais são alguns dos benefícios e desafios do estudo da física solar?

Prof. Kazachenko conta Universo Hoje que alguns dos benefícios científicos do estudo da física solar incluem “observações abundantes e muitos problemas científicos para trabalhar; beneficia da investigação interdisciplinar (física estelar, comunidades de exoplanetas)”, com alguns dos desafios científicos decorrentes da necessidade de utilizar a detecção remota, por vezes resultando em má interpretação dos dados. Quanto aos aspectos profissionais, o Prof. Kazachenko conta Universo Hoje que alguns dos benefícios incluem “comunidade pequena e amigável, grande variedade de problemas de pesquisa baseados em novas observações surpreendentes e simulações complexas, capacidade de trabalhar em diferentes tipos de problemas (instrumentação, operação de clima espacial, pesquisa)” com alguns dos desafios profissionais incluindo encontrar um emprego permanente, que ela observa ser “como em toda a ciência”.

Imagem do Sol obtida pelo Solar Dynamics Observatory (SDO) da NASA em 20 de junho de 2013, com uma explosão solar descarregando no lado esquerdo. (Crédito: NASA/SDO)

Como observado, o estudo da física solar envolve investigar clima espacial, que é quando o vento solar interage com a Terra, especificamente com o nosso campo magnético, resultando nas belas auroras observadas nas altas latitudes norte e sul. Ocasionalmente, o vento solar é forte o suficiente para causar estragos nos satélites e até mesmo derrubar redes de energia em toda a superfície da Terra. Isto foi demonstrado com o Evento Carrington de 1 a 2 de setembro de 1859, quando incêndios em estações telegráficas foram relatados em todo o mundo, juntamente com várias observações de auroras fortes. Embora este evento tenha ocorrido com o campo magnético da Terra desviando em grande parte o vento solar que chegava, a vida neste planeta poderia estar condenada sem o nosso campo magnético nos proteger. Portanto, o que a física solar pode nos ensinar sobre como encontrar vida fora da Terra?

Prof. Kazachenko conta Universo Hoje, “O Sol pode nos contar sobre a atividade estelar, incluindo erupções e ejeções de massa coronal que podem ser cruciais para a criação de vida nos planetas. Quão frequentes são essas crises? Quão fortes eles poderiam ser? Por que algumas explosões são eruptivas (deixando a estrela) e outras confinadas (mantendo o plasma em erupção na estrela)? Por que observamos erupções principalmente confinadas em outras estrelas? O Sol também poderia nos contar sobre a ciência por trás da evolução estelar de longo prazo (ciclos estelares, dínamo estelar).”

Imagem de uma ejeção de massa coronal sendo descarregada do Sol. (Crédito: NASA/Goddard Space Flight Center/Solar Dynamics Observatory)

Como a maioria das disciplinas científicas, a física solar engloba pesquisadores de uma infinidade de origens, incluindo as comunidades de exoplanetas mencionadas acima, mas também inclui física padrão, astrofísica, ciência da computação, física de plasma e dinâmica de fluidos, apenas para citar alguns. É através de constantes esforços colaborativos e inovadores provenientes destas origens que os investigadores podem estudar não apenas o nosso próprio Sol, mas também sóis de outros sistemas solares em todo o cosmos. Portanto, que conselho o Prof. Kazachenko pode oferecer aos futuros alunos que desejam continuar estudando física solar?

“Seja corajoso, ambicioso e trabalhe duro”, diz o Prof. Kazachenko Universo Hoje. “Converse com estudantes e cientistas que trabalham na área e não tenha medo de contatar cientistas com quem você gostaria de trabalhar. Trabalhe em suas habilidades matemáticas e de comunicação.

Conforme observado, os eclipses solares são uma faceta importante do estudo da física solar, visto que foram observados e documentados durante milhares de anos por uma miríade de civilizações em todo o mundo. O Santo Graal dos eclipses são os eclipses solares totais, que ocorrem quando a Lua bloqueia completamente o Sol, oferecendo aos físicos solares uma rara oportunidade de observar e estudar ejeções de massa coronal, que o Prof. Kazachenko menciona que podem ser vitais para a criação de vida. O próximo eclipse solar total que cruzará os Estados Unidos dentro de alguns meses proporcionará aos cientistas oportunidades ainda maiores para estudar os muitos atributos do Sol, ainda mais do que o eclipse solar total de 2017. Para este próximo eclipse, o Prof. Kazachenko planeja liderar uma expedição “Eclipses en la Frontera” para Eagle Pass, TX, com o Equipe de Educação e Divulgação Pública do Observatório Solar Nacional.

Prof. Kazachenko conta Universo Hoje“Nós nos divertimos muito durante o eclipse solar anular (em outubro de 2023), então agora estamos voltando para a totalidade!”

Prof. Kazachenko (à esquerda do centro) e o estudante de graduação da CU Boulder, Marcel Corchado-Albelo (centro), participando de um workshop educacional sobre pesquisa solar na Sacred Heart Catholic Elementary School antes do eclipse solar anular em outubro de 2023 em Uvalde, TX. (Crédito: Prof. Kazachenko)
Imagem do eclipse solar total em 21 de agosto de 2017, acima de Madras, Oregon, e o mesmo evento ocorrerá em abril de 2024, embora em diferentes partes dos Estados Unidos. (Crédito: NASA/Aubrey Gemignani)

O professor Kazachenko continua: “O eclipse solar de 8 de abril de 2024 está chegando. É uma experiência de mudança de vida. Não porque eu seja um físico solar, mas porque isso faz você se sentir parte do Universo. O melhor lugar para vê-lo nos EUA será no Texas (por exemplo, San Antonio, Austin ou Dallas), pois pode estar nublado no resto do caminho do eclipse.”

Como a física solar nos ajudará a compreender melhor o nosso lugar no cosmos 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!

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Formado em Educação Física, apaixonado por tecnologia, decidi criar o site news space em 2022 para divulgar meu trabalho, tenho como objetivo fornecer informações relevantes e descomplicadas sobre diversos assuntos, incluindo jogos, tecnologia, esportes, educação e muito mais.