Detecção inédita de ondas de Alfvén torsionais na coroa solar reforça modelo de aquecimento extremo

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Uma colaboração internacional coordenada pelo professor Richard Morton, da Universidade de Northumbria, confirmou pela primeira vez a existência de ondas de Alfvén torsionais em pequena escala na coroa solar. A observação, divulgada em artigo na revista Nature Astronomy na sexta-feira, 24, empregou o Telescópio Solar Daniel K. Inouye, localizado no Havaí. A detecção oferece uma pista decisiva para explicar por que a camada externa do Sol, apesar de se encontrar mais distante do núcleo, atinge temperaturas que superam em milhões de graus a superfície visível.

O fenômeno observado

Ondas de Alfvén são perturbações magnéticas que se propagam em meios plasmáticos. Em versões torsionais, elas se manifestam como torções simultâneas em sentidos opostos ao longo das linhas de campo magnético. Modelos teóricos sugerem, desde a década de 1940, que essas ondulações microscópicas poderiam transportar a energia capaz de manter a coroa solar superaquecida e ainda impulsionar o vento solar. Contudo, registrar sinais tão sutis vinha se revelando um desafio: diferentemente dos balanços laterais visíveis em imagens, as torções deixam apenas pequenos deslocamentos para o vermelho e para o azul nos espectros de luz do plasma, perceptíveis em lados opostos de uma mesma estrutura magnética.

Instrumentação de alta precisão

A chave para superar essa limitação foi o espectropolarímetro Cryo-NIRSP, instalado no Daniel K. Inouye. O telescópio, dotado de espelho de quatro metros, reúne sensibilidade e resolução suficientes para investigar detalhes ínfimos de movimentos coronais. Ainda em fase de comissionamento, o instrumento monitorou emissões de átomos de ferro aquecidos a temperaturas extremas, possibilitando uma leitura espectral de alta fidelidade dos deslocamentos de linha.

Morton e equipe decidiram explorar o Cryo-NIRSP enquanto diversos ajustes finos ainda eram realizados no observatório. Ao registrar simultaneamente regiões opostas em torno de determinadas linhas magnéticas, o grupo conseguiu comparar as mínimas diferenças de frequência luminosa que caracterizam uma torção completa. Sem essa abordagem, tais variações permaneceriam mascaradas pelos movimentos de oscilação muito mais intensos que predominam na coroa.

Método analítico inédito

Embora a capacidade instrumental tenha sido determinante, a análise dos dados exigiu um procedimento matemático específico. O pesquisador britânico criou um algoritmo que removeu, das medições, as oscilações dominantes do plasma. O filtro deixou em evidência apenas os padrões de torção, isolando a assinatura espectral distintiva das ondas de Alfvén torsionais. Dessa forma, concluiu-se de maneira direta o que antes era apenas inferido indiretamente — a presença persistente dessas ondas na coroa solar.

Relevância para o aquecimento coronal

O contraste entre a fotosfera, com seus milhares de graus, e a coroa, que atinge milhões de graus, é um dos enigmas mais duradouros da astrofísica. Ao verificar que as ondas torsionais são abundantes e transportam energia suficiente, o estudo fortalece a família de modelos que atribui o aquecimento a processos de turbulência de ondas. Nessas hipóteses, a energia mecânica das ondulações se converte em calor ao se dissipar em escalas microscópicas, elevando a temperatura do plasma coronal.

Além disso, a confirmação experimental fornece respaldo à ideia de que as ondas contribuem para acelerar partículas que se libertam do Sol em forma de vento solar. Esse fluxo permanente influencia ambientes planetários, navegação por GPS e estabilidade de redes elétricas.

Implicações para o clima espacial

Ao compreender as fontes de energia do vento solar, pesquisadores podem aprimorar previsões sobre tempestades geomagnéticas. Distúrbios exacerbados no fluxo de partículas carregadas podem desestabilizar satélites, comprometer comunicações e induzir correntes em sistemas de transmissão elétrica na Terra. O resultado recém-publicado, portanto, tem aplicações práticas diretas na mitigação de riscos tecnológicos.

Os dados também dialogam com observações recentes da Sonda Solar Parker, que detectou estruturas chamadas “retornos magnéticos”. Teorias sugerem que ondulações de Alfvén torsionais poderiam alimentar tais formações, reforçando a conexão entre fenômenos na coroa e medições em regiões mais afastadas do Sistema Solar.

Colaboração multinacional

O artigo lista parceiros do Reino Unido, da China, da Bélgica e do Observatório Solar Nacional dos Estados Unidos. A Universidade de Northumbria teve papel central tanto na concepção de ferramentas analíticas quanto na definição dos alvos de observação. Já o desenvolvimento do telescópio Inouye exigiu cerca de duas décadas de cooperação internacional, culminando em infraestrutura capaz de resolver detalhes de apenas algumas dezenas de quilômetros na superfície solar.

Próximas etapas de pesquisa

O grupo planeja medir como as ondas se atenuam ou se convertem em calor à medida que se propagam pela atmosfera solar. Para isso, pretende continuar explorando o Cryo-NIRSP a fim de obter espectros ainda mais refinados. A estratégia contempla comparação de diferentes alturas coronais, o que deve indicar em que ponto do trajeto ocorre a dissipação da energia transportada.

Os resultados atuais somam-se a outros trabalhos recentes da mesma equipe que investigaram ondas alfvênicas em escalas maiores. Ao consolidar essas observações, pesquisadores formam um quadro teórico integrado para o aquecimento coronal, no qual múltiplos tipos de ondas contribuem de maneira complementar.

Impacto além da ciência básica

Embora a descoberta seja motivada por curiosidade fundamental, seu alcance ultrapassa o campo da física solar. Ao disponibilizar um mecanismo físico mais detalhado para a manutenção da coroa, o estudo oferece parâmetros adicionais para modelos computacionais que preveem tempestades solares. Quanto mais precisa for a descrição da fonte de energia, maior a capacidade de antecipar variações no fluxo de partículas e de proteger infraestrutura crítica na Terra.

Caso futuras medições confirmem que as ondas de Alfvén torsionais constituem o principal “combustível” da coroa solar, sistemas de alerta de clima espacial poderão incorporar indicadores diretos de atividade ondulatória. Isso abre caminho para protocolos de defesa que reduzam a vulnerabilidade de satélites, serviços de posicionamento global e redes de distribuição elétrica a eventos solares extremos.