Solar Orbiter registra imagem inédita do movimento do campo magnético nos polos do Sol

Uma imagem inédita do campo magnético em movimento nos polos do Sol foi obtida pela sonda Solar Orbiter, da Agência Espacial Europeia (ESA). O equipamento, que viaja em órbita elíptica ao redor da estrela desde fevereiro de 2020, conseguiu registrar a dinâmica magnética próxima ao polo sul entre 16 e 24 de março deste ano, fornecendo o primeiro retrato detalhado da supergranulação e da rede magnética nessa região pouco estudada. As medições indicaram que o campo se desloca rumo aos polos a velocidades de aproximadamente 10 a 20 metros por segundo, valor mais alto do que o apontado em estudos anteriores.

Quem realizou as observações e de que maneira

A protagonista do novo avanço é a Solar Orbiter, missão operada pela ESA e lançada com o objetivo de investigar a coroa solar, o vento solar e as regiões polares do astro. Para romper a limitação de visão enfrentada por sondas que permanecem no mesmo plano orbital da Terra, a espaçonave passou a executar órbitas alongadas e progressivamente inclinadas. Em março, ela deixou o plano das demais sondas e adotou inclinação de 17 graus, ganhando um ponto de vista privilegiado dos polos.

Durante oito dias, a partir de 16 de março, instrumentos a bordo coletaram dados de fluxos de plasma e de linhas do campo magnético. Esses registros foram reunidos e analisados por uma equipe internacional, cujo trabalho foi publicado na revista Astrophysical Journal Letters. O resultado mais notável foi a formação de uma imagem que evidencia como as células de plasma transportam magnetismo em direção ao polo sul.

O que se sabe sobre o ciclo solar e por que os polos importam

O Sol segue um ciclo aproximado de 11 anos, alternando períodos de atividade elevada, chamados de máximo solar, e fases de menor agitação, conhecidas como mínimo solar. Nos máximos, há aumento na quantidade de fluxos de plasma e na frequência de erupções, o que eleva o risco de tempestades geomagnéticas que podem atingir sistemas de comunicação na Terra. Entender a origem e a evolução do campo magnético é essencial para prever esses fenômenos com maior precisão.

Perto da superfície, os fluxos de plasma conduzem as linhas magnéticas do equador até as latitudes maiores. Entretanto, a dinâmica exata após essa migração ainda é pouco compreendida devido à escassez de observações diretas dos polos. Grande parte das sondas solares se mantém em trajetórias alinhadas ao plano orbital terrestre, limitando a visão dessas regiões extremas. A Solar Orbiter rompeu essa barreira ao mudar sua inclinação.

Metodologia e janela de coleta de dados

O estudo baseou-se em observações realizadas entre 16 e 24 de março, período em que a Solar Orbiter se encontrava em ponto da órbita que favorecia a visão do polo sul. A sonda utilizou sensores capazes de medir a velocidade do plasma e a orientação das linhas magnéticas na superfície. A combinação dessas medições permitiu mapear tanto a velocidade horizontal dos fluxos quanto a direção do transporte de magnetismo.

Com a sonda a 17 graus fora do plano e relativamente próxima ao Sol, a resolução alcançada foi suficiente para distinguir estruturas conhecidas como supergrânulos, células de plasma que cobrem a superfície solar e podem medir até três vezes o diâmetro da Terra. O agrupamento dessas células forma a chamada rede magnética, estrutura que, até então, não havia sido observada com esse nível de nitidez no polo sul.

Supergranulação e rede magnética reveladas

A imagem obtida mostra uma espécie de teia magnética gerada pela interação entre os fluxos de plasma e as linhas de campo. Nos supergrânulos, o plasma mais quente ascende no centro das células e se desloca horizontalmente em direção às bordas, carregando o magnetismo no processo. Esse transporte produz filamentos que conectam diferentes partes da superfície, compondo a rede observada.

Verificar a presença e a organização dessa estrutura no polo sul oferece evidência direta de que os mesmos mecanismos identificados em latitudes médias também atuam nas regiões polares. A confirmação contribui para modelos de previsão da atividade solar, pois mostra que o transporte de magnetismo em direção aos polos é bem mais dinâmico do que se supunha.

Velocidade dos fluxos desafia estimativas anteriores

Um dos achados centrais refere-se à velocidade de migração do campo magnético. A análise de dados da Solar Orbiter apontou valores entre 10 e 20 m/s, número considerado alto se comparado a medições históricas obtidas por sondas com visão mais limitada dos polos. Esse resultado indica que o transporte para altas latitudes pode ser mais rápido do que previsto por alguns modelos teóricos.

A diferença entre as estimativas levanta questões sobre a eventual desaceleração dos fluxos nas latitudes extremas. Os dados atuais não esclarecem se a velocidade diminui à medida que as linhas de campo se aproximam do polo geográfico solar. Apesar disso, a constatação de velocidades maiores reforça a necessidade de observações adicionais para delimitar variações regionais.

Importância dos polos na compreensão do ciclo magnético

Nos modelos aceitos de dinamo solar, o campo magnético global se renova a cada 11 anos, invertendo a polaridade entre máximos e mínimos. O processo envolve o transporte de magnetismo do equador para os polos e, posteriormente, de volta ao equador no interior da estrela. Falhas no entendimento dessa dinâmica tornam prognósticos de tempestades solares mais incertos.

Ao fornecer a primeira visualização detalhada do polo sul, a Solar Orbiter cria condições para ajustar a descrição de como e em que ritmo a matéria solar participa das inversões de polaridade. Além disso, as informações auxiliam na verificação de discrepâncias entre medições de diferentes sondas, contribuindo para padronizar métricas de velocidade e intensidade de fluxos.

Limitações atuais e perspectivas de novas investigações

Embora a imagem represente um avanço, há limitações de cobertura temporal. O intervalo de oito dias não permite afirmar se as velocidades registradas são constantes ao longo do ciclo solar ou se variam com a progressão para o máximo. Outra restrição é que a inclinação de 17 graus, apesar de significativa, ainda não oferece visão completa do polo.

A missão prevê ajustes adicionais de órbita em elipses futuras, o que deve ampliar a inclinação gradualmente. Esse incremento possibilitará uma observação mais direta das latitudes extremas, reduzindo o número de inferências baseadas em projeções. Assim, medições futuras poderão confirmar se o campo magnético realmente desacelera ou mantém ritmo elevado perto do polo.

Colaboração científica e impacto nos estudos do vento solar

A Solar Orbiter não opera isoladamente. O artigo publicado menciona que dados da sonda Parker Solar Probe, da NASA, também contribuem para o entendimento do vento solar. Esse intercâmbio de informações entre missões complementares fortalece a capacidade de correlacionar fenômenos na coroa com efeitos medidos em diferentes distâncias.

Combinadas, as missões criam uma malha de observação em múltiplas escalas, permitindo que cientistas relacionem erupções detectadas no máximo solar a variações no vento solar que alcançam a Terra. A imagem inédita dos polos integra esse conjunto ao preencher lacuna crítica sobre como o campo magnético evolui onde a maioria dos instrumentos não enxerga.

Implications imediatas para a modelagem espacial

Os modelos de previsão de tempestades geomagnéticas utilizam a velocidade do transporte de magnetismo como parâmetro fundamental. Ao indicar valores superiores, a Solar Orbiter sugere a necessidade de recalibrar equações que simulam a formação de manchas solares, erupções e ejeções de massa coronal. Ajustes desse tipo podem refinar alertas de eventos que afetam satélites, redes elétricas e comunicações terrestres.

Além disso, a comprovação da existência da rede magnética nos polos permite que modelos tridimensionais incluam detalhes até então estimados ou ignorados. A expansão dessas simulações tende a gerar cenários mais realistas sobre como o ciclo de 11 anos se desenrola, impactando tanto a pesquisa fundamental quanto a proteção de infraestruturas tecnológicas.

Por fim, as novas imagens estabelecem um ponto de partida para comparações futuras. Ao longo da próxima década, a ESA deverá realizar observações regulares dos polos, oferecendo séries temporais que revelarão se a dinâmica observada em março se mantém ou se altera à medida que o Sol progride rumo ao máximo solar.