O Sol: apenas agora estamos realmente começando a compreender este reator termonuclear
por Curt Suplee (fonte NatGeo)
Oddbjorn Engvold, Jun Elin Wiik, Luc Rouppe Van Der Voort
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| O núcleo escuro de uma mancha solar, com diâmetro igual ao da Terra, e a formação em espiral ao seu redor nunca foram fotografados com tanta clareza. As imagens do novo Telescópio Solar Sueco, nas ilhas Canária, vêm unir-se aos dados de observatórios terrestres e espaciais que fazem do nosso tempo a "época de ouro" da ciência solar. O Sol possibilita a vida na Terra, mas suas explsões também podem causar grandes estragos |
"São as chamadas “boas condições de visão”. Apertando os olhos para enxergar melhor nessa luminosa manhã, 2,4 mil metros acima do oceano Atlântico, no litoral da África, não é difícil compreender por quê. Para os astrônomos, boas condições de visão significam que a atmosfera permite uma imagem bem nítida e estável dos corpos celestes. E, de fato, é quase surrealista a claridade no céu azul-safira em La Palma, uma das ilhas mais ocidentais do arquipélago das Canárias.
“Estenda o braço até seu polegar cobrir quase todo o Sol”, diz Göran Scharmer, diretor do Instituto de Física Solar da Real Academia Sueca de Ciências. “Quando tudo fica azul-escuro, até a beirada de seu dedo, significa que teremos ‘céu de coronal’.” É por isso que ele e sua equipe estão ali, à beira da caldeira de um vulcão extinto, mil metros acima do tapete de nuvens no céu. Sua missão é tão antiga quanto a própria humanidade: estudar a bola de fogo que vemos no céu.
O Sol arde há 4,6 bilhões de anos, antes ainda de que existisse a Terra para aquecer-se desse brilho. Mas foi apenas nas últimas duas décadas que os cientistas começaram a compreendê-lo.
Segundo os padrões de grandeza galácticos, nossa estrela não tem nada de especial. É verdade que o Sol é tão imenso que nele caberia 1 milhão de planetas iguais à Terra. E é tão denso que os raios que vemos hoje começaram sua jornada do centro do Sol antes da última era glacial. Eles levaram centenas de milhares de anos para conseguir chegar à fotosfera luminosa, antes de fazer sua viagem de oito minutos, percorrendo 150 milhões de quilômetros no espaço, até chegar aos nossos olhos.
E, entretanto, o Sol entra na categoria geral das pequenas estrelas amarelas chamadas tipo G, uma espécie tão comum que há bilhões delas apenas na Via Láctea. O Sol é a fonte de quase toda a energia que sustenta a vida. Ele é a origem do nosso clima, o árbitro das nossas variações climáticas e, é claro, nossa conexão mais próxima com os processos físicos que ocorrem nas galáxias e movem o cosmo.
“O Sol é a Pedra de Roseta da astrofísica”, diz Scharmer cujas observações com o Telescópio Solar Sueco, de 1 metro de diâmetro, na ilha de La Palma, vem batendo recordes mundiais por sua alta resolução. “Mas ele guarda muitos segredos que ainda não conseguimos decifrar.”
Até hoje, quatro séculos depois que Galileu e outros astrônomos espantaram a Europa ao revelar as manchas que se movem pela superfície solar, muitos dos aspectos mais profundos da nossa estrela local continuam nas sombras do mistério. Agora os cientistas estão prestes a encontrar muitas respostas, graças ao aumento do interesse internacional registrado nos últimos 20 anos. E graças, também, a progressos nas modelagens feitas por computador e a novos instrumentos de alta tecnologia, tanto no solo como no espaço, capazes de monitorar aspectos sutis do comportamento solar, antes irreconhecíveis e por vezes inimagináveis.
“O que se fazia era uma ‘dermatologia’ solar”, diz Scharmer. “Agora é realmente astrofísica.” Porém, ainda é necessária uma resolução telescópica muito mais refinada. Vários cientistas crêem que algumas estruturas solares fundamentais têm apenas alguns poucos quilômetros de extensão. A resolução mais precisa do Telescópio Sueco é de 80 quilômetros, de modo que a equipe vem fazendo intenso esforço para aperfeiçoar seus instrumentos. O mesmo ocorre com os pesquisadores de dezenas de instituições terrestres, desde Sunspot, no estado americano do Novo México, até o pico das montanhas de Maui, no Havaí, e as desoladas vastidões da Sibéria. Acima do nosso planeta há cerca de dez grandes observatórios espaciais, quase todos lançados desde meados da década de 1990.
Além disso, há novas iniciativas para compreender o clima espacial, ou seja, os efeitos criados pelos bilhões de toneladas de plasma que podem entrar em fulguração no Sol e causar tempestades eletromagnéticas por todo o sistema solar.
“Em relação ao clima espacial, estamos no mesmo ponto em que estava a meteorologia terrestre há 40 anos”, diz Timothy Killeen, diretor do National Center for Atmospheric Research (NCAR), em Boulder, Colorado. “Com os recursos de observação e a potência computacional de que dispomos hoje”, diz Killeen, “podemos alcançar progressos dentro de alguns anos.”
Quase tudo o que acontece no interior e na superfície do Sol afeta o nosso planeta, mas há dois tipos de eventos solares explosivos que causam um impacto mais severo sobre nós, habitantes da Terra. Um deles é a fulguração solar, quando uma pequena área acima da superfície solar atinge uma temperatura de dezenas de milhões de graus, lançando uma onda de radiação capaz de interromper as comunicações, incapacitar satélites e até mesmo matar um astronauta que esteja fazendo uma caminhada no espaço.
O outro evento é a ejeção de massa coronal, ou coronal mass ejection (CME), na qual bilhões de toneladas de partículas carregadas escapam do halo do Sol, a chamada coroa ou corona, a milhões de quilômetros por hora. Quando essas gigantescas nuvens batem na magnetosfera que protege a Terra, elas comprimem as linhas do campo magnético e despejam trilhões de watts de potência na atmosfera superior da Terra. Esse fenômeno pode sobrecarregar a rede elétrica, causando blecautes maciços, e destruir instrumentos que estejam na órbita terrestre.
Muitas vezes as fulgurações e as CMEs ocorrem juntas, como em outubro passado, quando hou-ve a quarta fulguração solar mais poderosa jamais observada. Duas CMEs seguidas atingiram nosso planeta. Graças aos modernos equipamentos de detecção, o alerta foi dado a tempo de se tomar medidas preventivas. A atmosfera ficou tão carregada de eletricidade que a aurora boreal foi vista bem para o sul, até o Mediterrâneo – mas houve poucos danos. Em contraste, em 1989, quando uma fortíssima CME atingiu a Terra, danificou a rede elétrica HydroQuebec, deixando 7 milhões de canadenses sem eletricidade e causando prejuízos de milhões de dólares.
Não surpreende, portanto, que localizar a causa desses eventos seja uma prioridade para os pesquisadores. Nossa estrela, no entanto, guarda ciosamente seus segredos. Estudar o Sol significa entrar no campo do estranho.
A maior parte da Terra é sólida. Em contraste, o Sol inteiro é gasoso: cerca de 70% de hidrogênio, 28% de hélio e 2% de elementos mais pesados. A camada externa visível chama-se fotosfera. Mas, na verdade, o Sol não tem “superfície”, e sua atmosfera se estende até a Terra e mais além, ficando mais rarefeita à medida que se afasta.
Mais ainda: o Sol é um verdadeiro manicômio de atividade eletromagnética. Na Terra, pouquíssimos materiais são bons condutores de eletricidade. No Sol, porém, quase tudo conduz eletricidade, porque não existem muitos átomos neutros intactos. As poderosíssimas energias térmicas e de radiação excitam os elétrons até o ponto em que eles saltam fora de seus átomos, criando um “caldo” borbulhante de núcleos com carga positiva e elétrons negativos livres. O resultado é uma mistura gasosa chamada plasma, capaz de conduzir a eletricidade tão facilmente quanto um fio de cobre..."
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