Núcleo do Sol gira quatro vezes mais rápido que superfície

Com informações da ESA - 04/08/2017

[Imagem: SOHO (ESA & NASA)]

Núcleo rápido

Usando dados da sonda espacial SOHO, astrônomos finalmente identificaram modos de gravidade de vibração sísmica há muito procurados.

E os dados inéditos revelam que o núcleo do Sol gira quatro vezes mais rápido do que sua superfície.

"As oscilações solares estudadas até agora são todas ondas sonoras, mas também deve haver ondas de gravidade no Sol, com movimentos ascendentes e descendentes, bem como horizontais, como ondas no mar," explicou Eric Fossat, da Universidade Côte d'Azur, na França. "Temos procurado por essas ondas evasivas no nosso Sol há mais de 40 anos e, embora as tentativas anteriores tenham dado indícios de detecções, nenhuma delas foi definitiva. Finalmente, descobrimos como extrair inequivocamente a sua assinatura."

Heliossismologia

Assim como a sismologia revela a estrutura interior da Terra pela forma como as ondas geradas pelos terremotos viajam através dela, os físicos solares usam a heliossismologia - ou astrossismologia - para investigar o interior do Sol, estudando ondas de som que reverberam através dele.

Na Terra, geralmente trata-se de eventos discretos, que geram ondas sísmicas num determinado momento, mas o Sol "troveja" continuamente devido aos movimentos convectivos dentro do gigantesco corpo gasoso.

As ondas de frequência mais altas, conhecidas como ondas de pressão - ou ondas-p - são facilmente detectadas como oscilações de superfície, devido às ondas sonoras que se espalham pelas camadas superiores do Sol. Elas passam muito rapidamente através das camadas mais profundas e, portanto, não são sensíveis à rotação do núcleo do Sol.

Por outro lado, as ondas de gravidade de baixa frequência - ou ondas-g -, que representam oscilações do interior solar profundo, não possuem uma assinatura clara na superfície e, portanto, apresentam um desafio para a detecção direta. Mas vale a pena, porque elas podem trazer informações importantes sobre o interior da estrela.

A sonda SOHO também já descobriu mais de 2 mil cometas.
[Imagem: ESA/ATG medialab; Sun: SOHO (ESA & NASA).]

Ondas de modo-g

Eric e seus colegas usaram 16,5 anos de dados coletados pelo instrumento GOLF (sigla em inglês para Oscilações Globais a Baixas Frequências), instalado no observatório SOHO. Ao aplicar várias técnicas analíticas e estatísticas, eles identificaram uma impressão regular dos modos-g nos modos-p.

Eles analisaram particularmente um parâmetro de modo-p que mede o tempo que leva para que uma onda acústica percorra o Sol e volte à superfície novamente, algo que demora por volta de 4 horas e 7 minutos. Foi identificada uma série de modulações neste parâmetro de modo-p, que podem ser interpretadas como devidas às ondas-g que agitam a estrutura do núcleo.

A assinatura das ondas-g sugere que o núcleo do Sol gira uma vez por semana, quase quatro vezes mais rápido do que a superfície e as camadas intermediárias - a rotação varia de 25 dias no equador até 35 dias nos polos.

"Os modos-g foram detectados em outras estrelas, e agora, graças ao SOHO, finalmente encontramos uma prova convincente da sua existência na nossa própria estrela," acrescentou Eric. "É realmente especial observar o núcleo do nosso próprio Sol, de modo a obter uma primeira medida indireta da sua velocidade de rotação. Mas, mesmo que essa longa busca, que durou décadas, tenha terminado, abre-se agora uma nova janela para a física solar."

Física solar

A rotação rápida do núcleo do Sol tem várias implicações e abre uma série de novas questões. Por exemplo: há alguma evidência de uma zona de cisalhamento entre as camadas com diferentes rotações? O que os períodos das ondas-g nos dizem sobre a composição química do núcleo? Qual a implicação disso sobre a evolução estelar e os processos termonucleares no núcleo?

"Embora o resultado suscite várias novas questões, fazer uma detecção inequívoca de ondas de gravidade no núcleo solar foi o objetivo principal do GOLF. É certamente o maior resultado do SOHO na última década, e uma das melhores descobertas de todos os tempos do SOHO," disse o professor Bernhard Fleck, um dos projetistas da sonda SOHO.

A próxima missão solar da ESA, a Solar Orbiter, também irá fazer pesquisas no interior solar, mas o foco principal será fornecer informações detalhadas sobre as regiões polares do Sol e a atividade solar que influi diretamente sobre a Terra.

Enquanto isso, a futura missão de busca de exoplanetas da ESA, Plato, com seus 34 telescópios, investigará a atividade sísmica nas estrelas nos sistemas exoplanetários que descobrir, aumentando o nosso conhecimento dos processos relevantes nas estrelas semelhantes ao Sol.

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