Pós-doutorando na University of Glasgow, da Escócia, ex-bolsista da FAPESP é o único representante brasileiro no consórcio de pesquisa integrado por sete instituições europeias (imagem: Nasa)

Pós-doutorando na University of Glasgow, da Escócia, ex-bolsista da FAPESP é o único representante brasileiro no consórcio de pesquisa integrado por sete instituições europeias (imagem: Nasa)

Por Elton Alisson/FAPESP

Um consórcio integrado por sete universidades e instituições de pesquisa europeias vem se dedicando, nos últimos dois anos, a estudar a Física das explosões solares – considerada como os eventos mais intensos de liberação de energia no Sistema Solar.

Denominado F-CHROMA – sigla, em inglês, de Flare Chromospheres: observations, models and archives –, o projeto é financiado pelo Sétimo Programa-Quadro da Comissão Europeia (FP7) e tem a participação do pesquisador Paulo Simões, pós-doutorando na Escola de Física e Astronomia, da University of Glasgow, da Escócia.

Único representante brasileiro no projeto, Simões realizou, com Bolsas da FAPESP, iniciação científica e pós-doutorado na Universidade Presbiteriana Mackenzie (UPM), além de mestrado e doutorado no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe).

O pesquisador esteve no início de agosto na UPM, onde participou de um colóquio sobre explosões solares na cromosfera solar a convite do Centro de Rádio Astronomia e Astrofísica Mackenzie (CRAAM).

“O objetivo principal do projeto F-CHROMA é aumentar o conhecimento sobre a Física das explosões solares, confrontando as teorias e modelos atuais com observações de altíssima resolução”, disse Simões.

As explosões solares são erupções repentinas na superfície do Sol caracterizadas pela liberação de grandes quantidades de radiação e que podem ser causadas por mudanças locais no campo eletromagnético solar. Esses eventos influenciam o clima espacial e interferem, por exemplo, na transmissão de dados por satélites.

Explosões solares de médio porte podem liberar energia equivalente a 100 milhões de megatons de TNT em apenas alguns minutos – 10 mil vezes mais forte do que todas as armas nucleares estocadas no planeta –, que em sua maioria é transformada, em última análise, em radiação eletromagnética.

Essa radiação eletromagnética é emitida, principalmente, em uma camada fina da atmosfera do Sol, chamada cromosfera. Região de transição entre a fotosfera – a camada externa visível do Sol – e a coroa solar – a atmosfera superior da estrela –, a cromosfera é apontada como a principal região de dissipação e radiação eletromagnética.

“Hoje, a teoria corrente sugere que elétrons são acelerados em alguma região na coroa solar e que essas partículas viajam ao longo do campo magnético solar e chegam à cromosfera”, disse Simões.

“Ao chegar, os elétrons colidem com outras partículas que já estavam na cromosfera, como prótons e outros elétrons, e depositam energia, alterando as condições da cromosfera”, detalhou.

A meta dos pesquisadores é tentar entender como a cromosfera responde à entrada dessa energia durante as explosões solares, em termos de mudanças de temperatura, de densidade e da ionização (eletrificação) de elementos presentes nela, como, principalmente, hidrogênio e hélio.

“Queremos entender melhor quais são as condições iniciais de uma explosão solar, além de como o evento evolui e o que ocorre com a cromosfera durante a entrada de energia e a saída da radiação eletromagnética gerada por uma explosão solar”, disse Simões.

“Isso pode contribuir para aumentar o conhecimento sobre como a energia de uma explosão solar é armazenada, liberada e convertida em outras formas.”

De acordo com o pesquisador, o material da atmosfera solar, assim como de 99% do universo visível, é composto por um gás eletrificado – ou plasma – que leva à formação de um campo magnético.

Ao estudar a liberação de energia e radiação em explosões solares também é possível conhecer melhor o funcionamento de plasmas astrofísicos e processos de alta energia associados a diversos objetos astrofísicos, como quasares, apontou.

“O Sol é um laboratório de plasma. Ao estudá-lo, é possível entender melhor como o plasma e um campo magnético se comportam ou como é transferida energia de uma região para outra, entre diversas outras questões”, disse Simões.

O conhecimento sobre a atividade do Sol também pode ser aplicado para estudar outros objetos astronômicos, como as estrelas, e auxiliar na busca de exoplanetas habitáveis (planetas que orbitam uma estrela, que não o Sol).

Também são observadas explosões em outras estrelas, com maior intensidade do que as que acontecem no Sol, mas ainda não se sabe por que isso ocorre, disse Simões.

“A maior parte dos aspectos relacionados à Física das explosões solares pode ser usada para estudar outros objetos astronômicos”, disse o pesquisador.

Primeiros resultados

A fim de estudar as explosões solares, os pesquisadores participantes do projeto F-CHROMA estão combinando dados de observações por satélite e terrestres com modelagem teórica e computacional avançada.

Algumas das observações solares terrestres estão sendo feitas por meio de telescópios ópticos, como o Dunn Solar Telescope (DST), instalado no Novo México, nos Estados Unidos, e o Swedish Solar Telescope (SST), nas Ilhas Canárias, na Espanha.

Já as observações no espaço estão sendo feitas por meio de sondas não tripuladas como a Solar Dynamics Observatory (SDO), lançada no início de 2010, e a Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS), lançada em junho de 2013 – ambas pertencentes à agência espacial norte-americana, a Nasa.

Por meio de dados coletados de um instrumento embarcado na SDO, o Atmospheric Imaging Assembly (AIA) – que fornece observações contínuas da coroa solar e da cromosfera na região do ultravioleta –, e do satélite Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI), também da Nasa, o pesquisador e outros colaboradores do projeto observaram que, no início das explosões solares, o plasma de uma região entre a baixa coroa solar e o topo da cromosfera registra uma altíssima temperatura, que varia de 6 a 12 milhões de graus.

“Essa hipótese já havia sido sugerida por outros pesquisadores no início da década de 1990, mas não havia dados suficientes de observações para comprová-la. E agora mostramos que, de fato, o plasma dessa região fica muito quente no início das explosões solares”, disse Simões.

Os resultados do F-CHROMA deverão ser usados em grandes projetos futuros de observações solares, como o telescópio solar Daniel K. Inouye, previsto para entrar em operação em 2019, no Havaí, e da sonda solar Orbiter, da agência espacial europeia – a ESA –, prevista para ser lançada no espaço em 2018 e que deverá ser uma das primeiras a chegar mais próximo do Sol.