Astrônomos obtiveram a visão mais detalhada já registrada de pequenos redemoinhos giratórios localizados na fotosfera solar, a superfície visível do Sol. As estruturas, que possuem dimensão equivalente ao tamanho de uma cidade inteira, foram observadas diretamente pela primeira vez por meio de registros de alta resolução capturados a 150 milhões de quilômetros de distância.
As descobertas, publicadas no dia 5 de agosto na revista Nature, fornecem a confirmação direta de um tipo de instabilidade de fluido na superfície do Sol que pode ajudar a explicar o surgimento de erupções solares e o aquecimento extremo da atmosfera externa da estrela.
Os vórtices identificados são formados por um fenômeno conhecido como instabilidades de Kelvin-Helmholtz (IKH ou KHIs), que ocorre quando dois fluidos se movem a velocidades diferentes e deslizam um pelo outro, gerando perturbações em formato de espiral.
Embora esse processo já tivesse sido observado em formações de nuvens e em corpos d’água na Terra, além das atmosferas de planetas como Júpiter e Saturno, sua existência na fotosfera do Sol permanecia restrita ao campo teórico devido à limitação espacial dos telescópios anteriores.
Na superfície solar, a dinâmica assemelha-se a uma panela de água fervendo: o plasma quente sobe em manchas brilhantes chamadas grânulos e desce após esfriar, enquanto campos magnéticos se concentram ao longo das bordas. A diferença de velocidade do fluido nas margens dessas concentrações magnéticas cria as condições necessárias para disparar a instabilidade.
Para conseguir registrar o fenômeno, a equipe de pesquisadores utilizou o Telescópio Solar Daniel K. Inouye, localizado a 3.048 metros de altitude no vulcão Haleakalā, na ilha de Maui, no Havaí. Equipado com um espelho de 4 metros de diâmetro — o maior do mundo para observação solar —, o instrumento foi apontado para uma região ativa do Sol próxima a uma mancha solar, conseguindo distinguir detalhes na escala de até 19 quilômetros.
“Minha primeira reação foi: ‘Uau, como podemos ver estruturas tão minúsculas e em escala tão fina no Sol?’”, disse David Kuridze, astrônomo do Observatório Solar Nacional e coautor do estudo, ao The Guardian. “Isso é algo que nunca vimos antes em nenhuma observação solar.”
O físico solar Friedrich Wöger, também coautor do estudo e integrante do Observatório Solar Nacional, declarou à Scientific American, que a precisão alcançada pelo equipamento equivale a observar formigas rastejando na superfície da Terra a partir de uma altitude de 160 quilômetros.
A confirmação teórica das estruturas foi realizada por meio do exame de 47 vórtices com larguras que variaram entre 26 e 170 quilômetros. Ao comparar os dados com simulações computacionais da superfície do Sol, os cientistas constataram que as formas, o espaçamento, as velocidades aparentes e as taxas de crescimento dos redemoinhos observados coincidiam com as previsões da teoria das KHIs.
“Este é um grande avanço na física solar”, disse Mihalis Mathioudakis, astrofísico da Queen’s University Belfast, na Irlanda do Norte, que não participou da pesquisa, à Scientific American. E como os resultados vêm de imagens diretas do Sol, acrescenta ele, “eles resistirão ao teste do tempo e serão incontestáveis”.
Além de confirmar a presença das instabilidades, os dados indicam que o movimento giratório dos vórtices pode entrelaçar os campos magnéticos solares, processo apontado como o responsável pelo acúmulo de energia que culmina em explosões e erupções solares. Esses eventos de atividade solar podem provocar interferências em redes elétricas, sinais de GPS e satélites na Terra, repercute a Smithsonian Magazine.
A descoberta também traz pistas para resolver o mistério da temperatura da coroa solar. Enquanto a fotosfera permanece em torno de 10.000 graus Fahrenheit, a atmosfera externa do Sol atinge até 3,5 milhões de graus Fahrenheit. A dissipação da energia gerada pela instabilidade dos fluidos em escalas menores pode ser uma das fontes desse aquecimento.
“Agora estamos começando a entender que precisamos estudar esse processo para compreender todas as etapas da transferência de energia do interior [do Sol] para a superfície… e como ela nos afeta na Terra e além”, disse Leon Ofman, astrofísico da Universidade Católica da América que não participou da pesquisa, ao Science News.
Éric Moreira é jornalista, formado pelo Centro Universitário Belas Artes de São Paulo. Passa a maior parte do tempo vendo filmes e séries, interessado em jornalismo cultural e grande amante de Arte e História.