Inédito: telescópio registra redemoinhos na superfície visível do Sol

Pequenos redemoinhos que se formam na superfície do Sol foram observados pela primeira vez por uma equipe internacional de cientistas. O fenômeno, previsto pela física desde o século XIX, pode ajudar a explicar como a estrela acumula e transporta energia magnética, processo que está por trás de erupções solares capazes de afetar satélites, redes elétricas, sistemas de GPS e comunicações na Terra.

A descoberta foi anunciada pela Fundação Nacional de Ciência dos Estados Unidos (NSF) e pelo Observatório Solar Nacional (NSO). O estudo foi publicado na revista Nature e utilizou observações do Telescópio Solar Daniel K. Inouye, o mais poderoso do mundo para estudar o Sol.

O que os cientistas encontraram

As imagens de alta resolução revelaram pequenos redemoinhos na fotosfera – a camada visível da superfície solar. Essas estruturas permitiram identificar, pela primeira vez no Sol, a chamada instabilidade de Kelvin-Helmholtz (KHI), um fenômeno que ocorre quando duas camadas de um fluido deslizam uma sobre a outra em velocidades diferentes.

Na Terra, esse mesmo processo pode ser visto em ondas formadas pelo vento sobre lagos e oceanos ou em alguns tipos de nuvens onduladas. Ele também já havia sido observado em outros ambientes do Sistema Solar, como nas atmosferas de Júpiter e Saturno, mas nunca havia sido registrado com tanta clareza na superfície do Sol.

Segundo os pesquisadores, a resolução do telescópio foi essencial para detectar essas estruturas, que medem apenas algumas dezenas de quilômetros.

“Nós acreditamos que a descoberta da instabilidade de Kelvin-Helmholtz na fotosfera solar, apoiada por análises de simulações numéricas, representa um importante passo para compreender a dinâmica e a evolução do plasma solar e estelar”, afirmou David Boboltz, diretor-adjunto do Observatório Solar Nacional, em comunicado.

Como esses redemoinhos influenciam o Sol

Os cientistas acreditam que esses pequenos vórtices desempenham um papel importante no comportamento do campo magnético solar. À medida que se formam continuamente na superfície da estrela, eles podem torcer as linhas do campo magnético, favorecendo o acúmulo de energia. Quando essa energia é liberada, surgem fenômenos como erupções solares, jatos de plasma e ejeções de massa coronal.

Esses eventos são responsáveis pelo chamado clima espacial e, quando direcionados à Terra, podem interferir no funcionamento de satélites, redes de energia elétrica, sistemas de navegação e comunicações.

Para confirmar a descoberta, os pesquisadores compararam as imagens obtidas pelo telescópio com simulações computacionais que reproduzem o comportamento da atmosfera solar. As duas abordagens mostraram praticamente as mesmas estruturas e o mesmo padrão de formação dos redemoinhos.

“É muito empolgante observar que as imagens de maior resolução já obtidas da fotosfera solar revelaram um novo regime dinâmico na forma de vórtices de Kelvin-Helmholtz nas bordas das concentrações de campo magnético”, disse Matthias Rempel, pesquisador sênior do High Altitude Observatory.

Mistério antigo

Além de explicar como o Sol transporta energia magnética, a descoberta também pode ajudar a solucionar uma das maiores dúvidas da astrofísica. A atmosfera externa do Sol, chamada coroa, que atinge temperaturas próximas de 1 milhão de kelvin, muito superiores às da superfície da estrela. Há décadas, os cientistas tentam entender como isso acontece.

Segundo a equipe, a instabilidade de Kelvin-Helmholtz pode ser um dos mecanismos responsáveis por esse aquecimento.

“É provável que a instabilidade de Kelvin-Helmholtz seja um dos mecanismos responsáveis pelo aquecimento da atmosfera externa e faça parte da solução para o antigo enigma de por que as estrelas possuem uma coroa com temperatura de aproximadamente um milhão de kelvin”, afirmou Thomas Rimmele, diretor de tecnologia do Observatório Solar Nacional.

Os pesquisadores também destacam que esse mecanismo ajuda a espalhar o campo magnético pela atmosfera solar, um processo considerado essencial para compreender o ciclo magnético do Sol e melhorar os modelos usados para prever sua atividade ao longo do tempo.