A sonda Solar Orbiter rastreou até a atmosfera do Sol a origem de uma dobra brusca no campo magnético do vento solar. Essas estruturas, chamadas switchbacks, são reversões em forma de “S” nas linhas magnéticas que acompanham o fluxo de partículas lançado continuamente pela estrela.
A dobra magnética observada pela Solar Orbiter em 2022 /ESA
O estudo, publicado em 8 de outubro na revista Nature Astronomy, apresenta evidências diretas de que o plasma de uma dessas estruturas veio de laços magnéticos quentes na coroa solar. A descoberta ajuda a esclarecer como as switchbacks surgem e evoluem durante sua viagem pelo Sistema Solar.
Dobra magnética dentro do vento solar
O Sol libera continuamente o vento solar, uma corrente de partículas carregadas que se desloca pelo espaço e carrega consigo o campo magnético da estrela. Durante esse percurso, as linhas do campo podem se torcer, dobrar e, em alguns pontos, mudar bruscamente de direção. Essas dobras são observadas com frequência por sondas próximas do Sol.
Apesar de serem conhecidas, ainda havia debate sobre a formação das switchbacks. Uma hipótese propõe que elas se originam por reconexão magnética na atmosfera solar. Outra atribui sua formação a processos ligados a ondas e turbulência no vento solar. A nova pesquisa mostra que os dois mecanismos podem participar em etapas diferentes.
Partículas revelam a origem da estrutura
A Solar Orbiter atravessou uma grande switchback quando estava a cerca de 0,55 unidade astronômica do Sol — aproximadamente a meio caminho entre a estrela e a Terra. O instrumento Solar Wind Analyser mediu a composição do plasma que formava a estrutura.
Laços do campo magnético são visíveis aproximadamente nas posições de 2h, 4h, 8h e 10h. / ESA
Os pesquisadores encontraram proporções elevadas de determinados estados de carga de oxigênio e carbono, além de uma quantidade reduzida de hélio em relação aos prótons. Essa combinação funciona como uma assinatura da origem do material: ela indica que o plasma esteve em laços magnéticos fechados e quentes na coroa do Sol.
Para localizar a provável região de origem, a equipe combinou essas medições com imagens solares e com dados de temperatura e densidade obtidos pelo Solar Dynamics Observatory, da NASA. Os modelos apontaram para uma área próxima à borda de um buraco coronal ou para laços magnéticos situados dentro dessa região.
Reconexão perto do Sol, ondas durante a viagem
A origem identificada é compatível com a chamada reconexão magnética de intercâmbio. O processo ocorre quando regiões com campos magnéticos diferentes interagem. Linhas magnéticas abertas, que se estendem para o espaço, podem se reconectar com linhas fechadas em forma de laço. Com isso, o plasma antes retido nos laços pode escapar e ser lançado para o vento solar.
Os dados também mostraram flutuações de velocidade e de campo magnético compatíveis com uma onda de Alfvén que se propagava para longe do Sol. Para os pesquisadores, isso indica que ondas e turbulência também influenciam o movimento da estrutura depois de sua formação. Assim, a reconexão ajuda a explicar sua origem, enquanto esses processos podem afetar sua evolução pelo espaço.
O que a descoberta pode revelar
A pesquisa demonstra que as partículas do vento solar preservam marcas de seu local de origem. Ao identificar essas assinaturas longe do Sol, os cientistas podem reconstruir melhor os processos que aquecem a atmosfera solar e aceleram o vento solar.
Compreender melhor a dinâmica do vento solar também é importante para estudar o clima espacial. A atividade solar pode afetar satélites, comunicações e outras tecnologias; por isso, conhecer como o plasma e os campos magnéticos se movimentam ajuda a aprimorar o entendimento desses fenômenos. O estudo não prevê uma tempestade solar iminente: seu principal resultado é explicar melhor a origem e o percurso de uma estrutura magnética específica.
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