Campo elétrico do Sol é medido pela primeira vez

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/07/2021

Os elétrons ejetados do Sol formam o campo elétrico da nossa estrela, mas com um efeito sobre o vento solar que é menor do que os cientistas acreditavam.
[Imagem: Jasper Halekas Lab/University of Iowa]

Elétrons que escapam do Sol

À medida que a sonda espacial Solar Parker se aproxima do Sol, começamos a aprender coisas novas sobre nossa estrela.

Essa nave pioneira tornou possível obter as primeiras medições precisas do campo elétrico solar e de como esse campo elétrico interage com o vento solar, a corrente rápida de partículas carregadas que pode afetar atividades na Terra, como satélites artificiais, telecomunicações e linhas de transmissão de energia.

De posse dos dados, os físicos então calcularam a distribuição dos elétrons dentro do campo elétrico do Sol, algo que só se tornou possível pelo fato de a Solar Parker ter chegado a apenas 0,1 unidade astronômica (ua) do Sol - ela é de longe a que chegou mais perto do Sol até hoje e também a nave recordista de velocidade no espaço.

A partir da distribuição dos elétrons, foi possível então delinear o tamanho, a amplitude e o alcance do campo elétrico do Sol.

"O ponto-chave que eu gostaria de destacar é que você não pode fazer essas medições longe do Sol. Você só pode fazê-las quando chega perto," disse o pesquisador Jasper Halekas, da Universidade de Iowa, nos EUA. "É como tentar entender uma cachoeira olhando para o rio um quilômetro abaixo. Nós fizemos as medições a 0,1 ua, então na verdade estamos na cachoeira. O vento solar ainda está acelerando naquele ponto. É realmente um ambiente incrível para se mergulhar."

Campo elétrico do Sol

O campo elétrico do Sol surge da interação de prótons (núcleos de hidrogênio) e elétrons gerados quando os átomos de hidrogênio são quebrados no intenso calor gerado pela fusão nuclear, nas profundezas da estrela. Nesse ambiente, os elétrons, com massas 1.800 vezes menores que a dos prótons, são lançados para fora, menos limitados pela gravidade do que seus irmãos prótons mais pesados. Mas os prótons, com sua carga positiva, exercem algum controle, influenciando alguns elétrons devido às conhecidas forças de atração de partículas com cargas opostas.

A sonda espacial europeia Solo (Orbitador Solar) vai estudar o Sol a partir de outro ângulo, mostrando-nos seus pólos pela primeira vez.
[Imagem: ESA]

"Os elétrons estão tentando escapar, mas os prótons estão tentando puxá-los de volta. E esse é o campo elétrico," explicou Halekas. "Se não houvesse campo elétrico, todos os elétrons iriam se afastar e ir embora. Mas o campo elétrico mantém tudo junto na forma de um fluxo homogêneo."

Agora, imagine o campo elétrico do Sol como uma tigela imensa e os elétrons como bolas de gude rolando pelas laterais em velocidades diferentes. Alguns dos elétrons - ou bolas de gude nesta metáfora - são velozes o suficiente para cruzar a borda da tigela, enquanto outros não aceleram o suficiente e eventualmente rolam de volta para a base da vasilha.

"Nós estamos medindo aqueles que voltam, e não os que não voltam," esclareceu Halekas. "Há basicamente um limite de energia entre os que escapam da tigela e os que não escapam, que pode ser medido. Como estamos perto o suficiente do Sol, podemos fazer medições precisas da distribuição dos elétrons antes que ocorram colisões, que distorcem o limite e obscurecem a assinatura do campo elétrico."

Pouca influência sobre o vento solar

Uma primeira descoberta fundamental é que o campo elétrico do Sol exerce uma influência sobre o vento solar, mas menos do que se pensava, o que vai exigir a reconstrução dos modelos do vento solar e de todo o clima espacial.

"Nós agora podemos calcular quanto da aceleração [do vento solar] é fornecida pelo campo elétrico do Sol," disse Halekas. "Parece que é uma parte pequena do total. Ele não é a coisa principal que dá impulso ao vento solar. Isso aponta para outros mecanismos que podem estar dando ao vento solar a maior parte de seu impulso."

É bom não esquecer que o vento solar é um jato de plasma que viaja a 1,6 milhão de quilômetros por hora a partir do Sol, espalhando-se sobre todos os planetas, inclusive a Terra, vez por outra gerando verdadeiros ciclones espaciais que fazem chover elétrons sobre nosso planeta - existem até propostas para usar o vento solar para gerar energia para a Terra.

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