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Sonda encontra correntes de convecção gigantes no Sol

As trajetórias dos fluxos das células de convecção, vistas em junho de 2010. O padrão subjacente das células mostra correntes para o oeste, na cor vermelha, e para o leste, em azul. Crédito: David Hathaway/NASA

As trajetórias dos fluxos das células de convecção, vistas em junho de 2010. O padrão subjacente das células mostra correntes para o oeste, na cor vermelha, e para o leste, em azul. Crédito: David Hathaway/NASA

Físicos anunciaram aquela que reconhecem como a melhor evidência já obtida para as “correntes de jato” gigantes na superfície do Sol, algumas das quais, grandes o bastante para perpassar metade da distância entre a Terra e a Lua. As células de convecção — fenômenos que ocorrem quando há diferenças de densidade dentro de um líquido ou gás, levando à formação de correntes ascendentes e descendentes — são muito maiores, e se movimentam muito mais devagar, do que outras estruturas previamente observadas no Sol.

O núcleo do Sol produz muito calor, calor este que é transportado para as porções externas da estrela e, por fim, para o espaço. Este processo se deve à convecção, e dados do Solar Dynamics Observatory (SDO), sonda operada pela NASA, mostram o plasma solar fluindo em padrões de cerca de 200.000 km de extensão.

As células gigantes podem explicar o porquê de o Sol girar 30% mais rápido nas proximidades do seu equador do que o faz nos polos. O material se movendo na direção da rotação também tende a se mover em direção ao equador (confira no vídeo abaixo), concluiu o novo estudo, ajudando a transferir o momento angular (grandeza física associada à rotação e translação dos corpos) e a manter o Sol girando mais rapidamente na sua porção central.

É provável que os fluxos estejam ligados à maneira como os campos magnéticos se movem dentro do Sol e a como manchas solares surgem na superfície do astro, diz David Hathaway, físico solar que trabalha no Centro de Voo Espacial Marshall, órgão da NASA, e que fez parte da equipe de pesquisadores que conduziu o estudo. Isto equivale a dizer que os fluxos podem ter papel decisivo na formação das tempestades solares, que podem danificar redes de energia elétrica e telecomunicações na Terra. Hathaway e seus colegas descreveram sua descoberta no periódico Science.

Previsões

Versões menores dessas células foram inicialmente descritas em 1801 pelo astrônomo William Herschel. Os padrões que ele observou no Sol, medindo cerca de 1.000 km de extensão, ficaram conhecidos como grânulos. Nos anos 1960, os físicos já haviam descoberto “super-grânulos“, que medem cerca de 30.000 km de extensão. Finalmente, em 1968, pesquisadores previram a existência de células ainda maiores, com aproximadamente 200.000 km de extensão.

Diversas equipes relataram a descoberta de células gigantes antes do trabalho mais recente, porém, suas provas não foram definitivas, o que se deve, majoritariamente, ao fato de as células se moverem tão vagarosamente em relação a outras características solares. Os grânulos contêm plasma solar que percorre 3 mil metros por segundo, e os super-grânulos se movem a uma velocidade 300 ou 500 metros por segundo. Mas, nas células gigantes, o material praticamente rasteja: ele percorre em torno de 8 metros por segundo.

Este ritmo lento dificulta a detecção de células gigantes em meio ao caos solar, de acordo com Lisa Upton, estudante da Universidade Vanderbilt em Nashville, Tennessee. Ela, Hathaway e o estudante Owen Cologrove utilizaram a varredura constante do Sol, realizada pelo SDO, para acompanhar o movimento de super-grânulos individuais, pressupondo que estes seriam carregados em fluxos lentos de grande escala. O grupo observou padrões duradouros que persistiram por até 6 meses.

Questões em aberto

Mark Miesch, físico do Centro Nacional de Pesquisas Atmosféricas em Boulder, Colorado, afirma que o novo estudo confirma os modelos das células de convecção gigantes que ele, e outros, fizeram. No entanto, ainda há, algumas diferenças entre o que os modelos preveem e o que a equipe de Hathaway observou. Por exemplo, os modelos indicam que as células gigantes devem se alinhar de norte a sul nas proximidades do equador solar, arranjo que não é visto nos novos dados.

De fato — aponta o físico solar Junwei Zhao, da Universidade Stanford, na Califórnia —, a maioria das células gigantes foi vista em regiões de alta latitude (mais próximas dos polos, portanto), e precisam ser observadas também nas baixas latitudes. “Resta saber se isto convencerá a comunidade”, diz Zhao.

Fontes: Nature, Phys.org

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