Uma explosão solar gigante no nosso Sol é alimentada por uma avalanche de pequenas perturbações magnéticas, proporcionando uma visão clara de como a energia da nossa estrela é libertada num fluxo de luz ultravioleta de alta energia e raios-X. A descoberta foi feita pela Agência Espacial Europeia (ESA). Orbitador Solar tarefa, que é a imagem o sol Mais perto do que qualquer espaçonave anterior.
Algumas queimaduras solares podem ocorrer Ejeções de massa coronal (CMEs) – grandes plumas de plasma ejetadas da coroa solar para o espaço profundo. Se o caminho deles desde o Sol se cruzar Terralocalização, eles podem desencadear tempestades geomagnéticas que podem interromper as comunicações, ao mesmo tempo que danificam satélites e redes elétricas e nos deslumbram de forma colorida. Luzes Aurorais.
Quanto mais aprendemos sobre como as explosões solares são desencadeadas, mais bem preparados estaremos para prever quando ocorrerão uma explosão prejudicial e EMC. As novas observações da Solar Orbiter são um passo importante nesse sentido.
“Este é um dos resultados mais emocionantes da Solar Orbiter até agora,” disse Miho Janvier, Cientista Associado do Projecto da ESA na Solar Orbiter. Relatório. “As observações da Solar Orbiter revelam o motor central de uma erupção e enfatizam o papel crítico de um mecanismo de liberação de energia magnética semelhante a uma avalanche em ação.”
Chegando ao fundo das queimaduras solares
Em 30 de setembro de 2024, o Solar Orbiter chegou a 27 milhões de milhas (43,3 milhões de quilômetros) do Sol e testemunhou a explosão da classe média. luz solar. Graças aos quatro instrumentos da Solar Orbiter que observaram a erupção em conjunto, os cientistas viram, pela primeira vez, como pequenas instabilidades magnéticas podem criar uma grande erupção devido a uma pequena perturbação, como uma avalanche numa encosta de montanha nevada.
“Tivemos muita sorte em ver os eventos precursores desta grande explosão com tão belos detalhes”, disse o principal autor do estudo, Pradeep Chitta, do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar, na Alemanha. “Estávamos no lugar certo, na hora certa, para capturar os detalhes desta explosão.”
As explosões solares são o resultado da reconexão magnética. Isso ocorre quando as linhas do campo magnético do Sol, juntamente com o plasma de alta energia, se contraem e se rompem, liberando grandes quantidades de energia antes que as linhas do campo se reconectem. No entanto, a origem exata das explosões solares permanece um mistério. Trata-se de uma única explosão poderosa ou de uma acumulação de eventos de reconexão mais pequenos? Pelo menos para a explosão de 30 de setembro, a Solar Orbiter detectou a resposta.
Começando com seu Extreme Ultraviolet Imager (EUI), o Solar Orbiter observou a formação do vulcão em 40 minutos. O EUI detectou mudanças no ambiente magnético da coroa solar, que acomoda o ponto de erupção, registrando detalhes tão pequenos quanto algumas centenas de quilômetros em escalas de tempo de menos de dois segundos, o tempo em cada quadro da imagem.
A espaçonave observou um filamento curvo feito de campos magnéticos entrelaçados transportando o plasma e conectado a uma região de atividade magnética em forma de cruz conectada a linhas de alto campo magnético. Observou a região a tornar-se cada vez mais instável, as linhas de campo a romperem-se e a ligarem-se novamente, emitindo rajadas de energia que pareciam pontos de luz brilhantes.
Essas erupções são o início das avalanches. Eles desencadearam uma reação em cadeia de eventos de reconexão cada vez mais poderosos. Em algum momento, o filamento de dobra se separou do seu ponto de ancoragem no Sol e foi lançado ao espaço, arremessado pela sua ferocidade. vento solar. Uma cascata de pequenos eventos de reunificação rapidamente ganhou força, expandindo a classe média.
“Esses minutos antes da erupção são críticos, e o Solar Orbiter nos deu uma janela para a base da erupção, onde o processo de avalanche começou”, disse Sitta. “Ficámos surpresos ao ver como grandes explosões são impulsionadas por pequenos eventos de reconexão que se propagam rapidamente através do espaço e do tempo.”
Três outros instrumentos a bordo do orbitador solar – SPICE (Spectral Imaging of the Coronal Environment), STIX (X-ray Spectrometer/Telescope) e PHI (Polarimetric and Helioseismic Imager) – também observam a expansão e medem eventos em diferentes profundidades. Atmosfera do SolDa atmosfera externa, a coroa, até a superfície visível do Sol, é chamada de fotosfera. Eles capturaram ondas de bolhas gigantes de plasma, que obtinham sua energia de campos magnéticos, chovendo da coroa para a fotosfera.
“Vimos características semelhantes a fitas movendo-se muito rapidamente pela atmosfera do Sol antes do episódio principal de aquecimento”, disse Sitta. “Essas correntes de bolhas de plasma são assinaturas de formações de energia que ficam cada vez mais fortes à medida que se expandem. Mesmo depois que a combustão diminui, a chuva continua por um tempo.”
Depois que a queima atingiu o pico de energia, os níveis de raios X aumentaram dramaticamente e as partículas carregadas foram aceleradas em 40 a 50 por cento. velocidade da luzO campo magnético em forma de cruz começou a relaxar. O plasma esfriou e a emissão de partículas diminuiu ao normal. Sidda explicou que era completamente inesperado que o processo de avalanche pudesse impulsionar tais partículas de alta energia.
O modelo de avalanche de perturbações fracas que se transformam em mais intensas já foi proposto antes para explicar o comportamento coletivo de centenas de milhares de explosões no Sol, mas até agora não se pensava que se aplicasse a uma única faísca.
Há duas questões importantes que emergem disso. Primeiro, todas as explosões no Sol se formam como avalanches? “A nossa observação desafia as teorias atuais sobre a libertação de energia de explosão,” disse David Pontin, da Universidade de Newcastle, na Austrália, que fez parte da equipa que analisou os dados da Solar Orbiter.
Mais observações de explosões solares serão necessárias para esclarecer isso.
Em segundo lugar, o nosso Sol não é a única estrela ardente. Eles irrompem de todas as estrelas e de alguns corpos interestelares Anãs vermelhasMais poderoso e queima com mais frequência que o Sol.
“É uma possibilidade interessante que este mecanismo aconteça em todas as explosões e outras estrelas ardentes”, disse Janvier.
Os resultados das observações da Solar Orbiter da erupção de 30 de setembro de 2024 foram publicados na revista em 21 de janeiro. Astronomia e Astrofísica.
