Anéis coronais vistos no Sol podem ser ilusão de óptica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/03/2022

Anéis coronais aparentes, conforme extraídos dos dados da sonda espacial Trace e convertidos para luz visível.
[Imagem: NASA/TRACE]

Anéis coronais

A maioria dos anéis coronais - cordões de plasma que os cientistas há muito pensavam que existiam na atmosfera do Sol - podem na verdade ser ilusões de óptica.

Esta é a conclusão de uma simulação 3D realística da coroa solar, que permitiu aos cientistas "fatiar" a coroa em seções distintas. A pesquisa é parte de um esforço para isolar os anéis coronais individualmente e compreendê-los melhor.

Embora a equipe de pesquisa tenha conseguido identificar alguns anéis coronais reais, comprovando sua existência, eles também descobriram que, em muitos casos, o que parecem ser anéis nas imagens tiradas do Sol podem na verdade ser rugas do plasma brilhante na atmosfera solar que foram interpretadas de forma inadequada.

À medida que as folhas de plasma brilhante se dobram sobre si mesmas, essas dobras parecem linhas finas e brilhantes, imitando a aparência de fios distintos e autocontidos de plasma - essencialmente uma ilusão de óptica.

"Eu nunca esperava isso. Quando eu vi os resultados, minha mente explodiu. Este é um paradigma inteiramente novo na compreensão da atmosfera do Sol," disse a pesquisadora Anna Malanushenko, do Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica dos EUA.

As novas estruturas reveladas pela simulação, que a equipe está chamando de "hipótese do véu coronal", têm implicações significativas para nossa compreensão do Sol, uma vez que os supostos laços coronais têm sido usados há décadas como uma forma de inferir informações sobre densidade, temperatura e outros aspectos físicos característicos da atmosfera solar.

Na simulação, cada imagem é desenhada em uma faixa de intensidade diferente, escolhida para destacar os detalhes relevantes. Os campos de visão também variam, escolhidos para cada imagem para apresentar uma estrutura específica de exemplo. Foram selecionadas regiões com feixes de anéis orientados de tal forma que correspondam aproximadamente ao ângulo de visão da simulação no painel (e).
[Imagem: A. Malanushenko et al. - 10.3847/1538-4357/ac3df9]

Teoria versus realidade

O que parecem ser anéis coronais são vistos em imagens tiradas do Sol em luz ultravioleta extrema, e então convertidas para simular a luz visível. A suposição de que as linhas formam anéis é natural para os cientistas porque a estrutura em forma de arco se encaixa em nossa compreensão mais básica do magnetismo.

A maioria das crianças vê na escola o que acontece quando limalha de ferro é espalhada perto de um ímã: As limalhas se orientam ao longo das linhas do campo magnético que circulam de um pólo da barra magnética para o outro. Essas linhas curvas se espalham, tornando-se mais fracas e menos densas quanto mais distantes estiverem do ímã.

Os aparentes anéis coronais nas imagens do Sol parecem surpreendentemente semelhantes e, como existe um campo magnético muito forte no Sol, a existência de linhas de campo magnético que poderiam prender uma corda de plasma entre elas e criar laços parece uma explicação óbvia. E, de fato, o novo estudo confirma que esses anéis provavelmente existem.

No entanto, os anéis coronais vistos no Sol na verdade nunca se comportaram exatamente como deveriam caso fossem versões mais quentes dos nossos experimentos escolares com ímãs. Por exemplo, seria de se esperar que as linhas do campo magnético do Sol se afastassem, assim como no experimento com a limalha de ferro, à medida que você se move mais alto na coroa solar. Se isso acontecesse, o plasma preso entre as linhas de campo também se espalharia entre os limites, criando laços mais espessos e menos brilhantes. Mas as imagens do Sol não mostram isso; em vez disso, os laços mais distantes ainda parecem ser finos e brilhantes.

"Este estudo nos lembra que nós, como cientistas, devemos sempre questionar nossas suposições, e que às vezes nossa intuição pode trabalhar contra nós," disse Malanushenko.

A visão "de dentro" do que os cientistas acreditavam ser anéis coronais parece bem mais fantasmagórica na nova simulação.
[Imagem: A. Malanushenko et al. - 10.3847/1538-4357/ac3df9]

Correções e novas questões

A possibilidade de que o que parecia serem anéis coronais sejam rugas em um véu coronal ajuda a explicar a intensidade homogênea das linhas e outras discrepâncias com nossa compreensão atual sobre os ímãs.

Mas a nova hipótese também levanta novas questões: Por exemplo, o que determina a forma e a espessura das dobras no plasma? E quantos dos anéis aparentes nas imagens do Sol são realmente fios reais, e quantos são ilusões de óptica?

Por outro lado, embora a simulação seja uma das mais realistas já criadas da coroa solar, ainda é apenas um modelo. Entender quantos anéis coronais são realmente ilusões de óptica exigirá métodos observacionais cuidadosamente projetados para sondar a coroa solar das perspectivas adequadas, além de novas técnicas de análise dos dados.

"Nós sabemos que projetar tais técnicas poderá ser extremamente desafiador, mas este estudo demonstra que a maneira como atualmente interpretamos as observações do Sol pode não ser adequada para entendermos verdadeiramente a física da nossa estrela," disse Malanushenko.

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