A peça que falta pode estar ligada a padrões incomuns de explosões de alta energia da superfície do Sol, de acordo com o Science Alert Pesquisa recente.

Estamos acostumados a ouvir falar dos raios ultravioleta do sol, dos quais nos protegemos com protetor solar. O Sol também emite raios gama muito mais fortes, que são as ondas mais energéticas da Terra. Campo eletromagnetico. Cada fóton de raio gama carrega um bilhão de vezes mais energia que um fóton ultravioleta.

Os raios gama não afetam diretamente as pessoas na superfície da Terra porque os fótons são absorvidos pela atmosfera. Mas os cientistas estão a investigar se alguns destes raios altamente energéticos podem rastrear a atividade solar, tais como as poderosas explosões do Sol, como erupções solares ou explosões na sua superfície. Eventos tão poderosos podem criar “clima espacial”, que pode atingir a Terra, afectar as operações dos satélites e destruir sistemas ferroviários ou eléctricos.

Prever eventos solares extremos seria uma enorme melhoria na nossa compreensão do Sol, como prever um terremoto antes que ele aconteça.

Num estudo recente, os cientistas descobriram que algumas partes do Sol emitem raios gama mais intensos do que outras, uma descoberta surpreendente porque os modelos anteriormente indicavam que os raios gama deveriam ser uniformes em todo o Sol. A pesquisa mais recente descobriu que os pólos do Sol emitem a maior radiação durante os momentos em que os campos magnéticos norte e sul do Sol se invertem.

“Trata-se de ter melhores ferramentas para prever a atividade solar”, disse Bruno Arseoli, coautor e investigador da Universidade de Lisboa e da Universidade de Trieste. “Talvez possamos usar esta nova informação de energias muito altas para ajudar os nossos modelos a prever o comportamento do Sol.”

A justificativa científica para esta estranha tendência permanece um mistério, dizem os autores. Mas o campo magnético do Sol provavelmente irá mudar nos próximos um ou dois anos, permitindo aos cientistas observar este estranho fenómeno em tempo real e recolher mais dados para explicar este fenómeno.

Simetria sob a superfície do sol

Os raios gama são os reis de toda a energia. Eles são gerados pelos objetos mais energéticos do nosso universo, como explosões de supernovas ou estrelas de nêutrons. Explosões nucleares e relâmpagos na Terra também podem produzir raios gama.

O Sol também pode emitir raios gama de diversas maneiras. Quando a erupção do Sol liberta gás e plasma da sua superfície, os raios gama também podem ser emitidos, mas em níveis de energia relativamente pequenos.

A maior fonte de radiação gama solar ocorre quando o Sol é bombardeado por partículas altamente energéticas emitidas por supernovas e estrelas de nêutrons em todo o universo, chamadas raios cósmicos. Quando uma partícula cósmica carregada atinge o Sol, ela é orbitada pelo campo magnético do Sol e volta para fora. Ao sair, ele colide com o gás na superfície do Sol e excita as partículas solares em fótons de raios gama.

O astrofísico Tim Linden disse que esta conversão dos raios gama pode ocorrer a uma profundidade de 100 a 1.000 quilômetros abaixo da superfície do Sol, onde o campo magnético é forte o suficiente para desviar os raios cósmicos.

“Com os raios gama no Sol, podemos ver alguns milhares de quilómetros abaixo”, disse Linden, astrofísico da Universidade de Estocolmo que não esteve envolvido no novo estudo. “Qual Poderia fornecer uma sonda sobre o que está acontecendo nas profundezas da superfície do Sol.

A atividade do sol não é constante. A cada 11 anos, a nossa estrela hospedeira sofre uma mudança de traje à medida que os seus pólos magnéticos norte e sul mudam de posição, conhecido como ciclo solar. À medida que os pólos mudam, o nível de atividade na superfície do Sol muda. O Sol é menos ativo no início, conhecido como mínimo solar, e mais ativo no meio, quando os pólos magnéticos invertem oficialmente, conhecido como máximo solar. Espera-se que o Sol atinja o máximo solar no próximo ano ou depois.

No novo estudo, os pesquisadores estudaram como a radiação gama solar muda ao longo de todo um ciclo solar, usando dados coletados pelo Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi da NASA. Eles descobriram que a radiação gama era mais intensa nos pólos do Sol, onde a atividade solar atingiu o pico durante o ciclo, coincidindo com a inversão formal dos campos magnéticos.

“Isso foi inesperado”, disse Arceoli. “É apenas algo novo que estamos descobrindo sobre o sol.”

Linden acrescentou que esta descoberta foi surpreendente porque a força real do campo magnético do Sol não muda muito durante um período de 11 anos. Durante o pico de atividade, o campo magnético do Sol torna-se mais emaranhado, levando a mais atividade, como erupções e explosões na superfície, mas a força geral não muda necessariamente.

“Ninguém tinha nenhum modelo que afirmasse que certas partes do Sol seriam mais brilhantes do que outras em função do ciclo solar”, disse Linden, mas estudos anteriores sugeriram um padrão incomum. Ele mostrou que certas áreas do Sol são mais brilhantes que outras em A Estudo prévioMas este novo estudo analisa as tendências com mais detalhes.

Agora, os modelos e a compreensão das energias gama do nosso Sol devem ser revistos. Como esta estrutura desequilibrada aparece no momento em que o Sol passa pelo seu núcleo magnético, é possível que os raios gama estejam relacionados com a formação magnética e a atividade solar, disse Arcioli.

Elena Orlando, autora do estudo e pesquisadora da Universidade de Trieste e da Universidade de Stanford, disse que a explicação exata permanece um mistério. Uma ideia pode ser que os raios cósmicos atinjam diferentes regiões durante o máximo solar. Ou talvez haja algo especial nos pólos durante o máximo solar, que atrai mais raios cósmicos para alcançá-los. Também poderia haver uma interpretação completamente diferente.

“Isso sugere que os raios gama transportam informações sobre a atividade solar”, disse Arseoli. “Isso meio que abre uma nova área de estudo para esta associação.”

Uma ferramenta potencial para prever a atividade solar

Prever um evento solar extremo é como prever um terremoto. Os processos subterrâneos começam a mudar e podem levar à atividade na superfície, mas é difícil prever exatamente quando e onde.

“Este estudo ajuda a expandir o nosso conhecimento sobre a origem exata dos raios gama na superfície do Sol”, disse o físico de partículas Mihr On Nisa, que não esteve envolvido no estudo.

Estudos anteriores também indicaram que os raios gama não brilham uniformemente no Sol, mas este é o primeiro estudo a mostrar uma mudança durante o pico da atividade solar.

Orlando disse que os raios gama podem ajudar a observar antecipadamente os processos na superfície e dar pistas sobre o estado geral do Sol. Por exemplo, um aumento na radiação gama nos pólos poderia indicar que o campo magnético do Sol está em processo de inversão e que a actividade do Sol está a aumentar – levando a mais erupções solares que poderão atingir a Terra.

Estudos futuros também poderiam analisar como a radiação gama muda antes que ocorra uma grande explosão solar, disse Linden, potencialmente usando as observações como uma ferramenta de previsão – muito parecido com determinar se choverá na Terra devido às condições climáticas.

“Os mesmos campos magnéticos responsáveis ​​pela modulação das partículas de alta energia que produzem esses raios gama também são responsáveis ​​pelos altos e baixos do clima espacial”, disse Nyssa. “Independentemente de a vida ser perturbada pelo clima espacial, compreender adequadamente a física da nossa estrela mais próxima apenas aumentará o nosso conhecimento do nosso lugar no universo.”

Este artigo faz parte Planeta escondidouma coluna que explora a ciência maravilhosa, inesperada e bizarra do nosso planeta e além.