O Sol esconde um paradoxo que intriga os cientistas há décadas. Sua superfície apresenta temperaturas próximas de 5.500 °C, mas a atmosfera externa pode ultrapassar 1 milhão de graus. Como uma região mais distante do centro da estrela consegue ser tão quente? Para investigar esse mistério, pesquisadores chineses recriaram um fenômeno solar em laboratório e encontraram uma pista importante.
O mistério do calor extremo do Sol pode estar mais perto de uma solução
Uma equipe de pesquisadores do Instituto de Energia Atômica da China e da Universidade Normal de Pequim conseguiu reproduzir, em laboratório, um processo físico que pode ajudar a explicar as temperaturas extremas da atmosfera solar.
O estudo, publicado na revista científica Physical Review Letters, investigou como instabilidades no plasma podem liberar energia magnética e provocar aquecimento intenso.
O fenômeno está relacionado ao chamado problema do aquecimento coronal, uma das questões ainda não resolvidas da física solar.
A corona, camada mais externa da atmosfera do Sol, pode atingir temperaturas superiores a 1 milhão de graus Celsius, enquanto a fotosfera, sua superfície visível, permanece próxima de 5.500 °C.
Essa diferença parece contraditória, já que normalmente esperamos temperaturas menores à medida que nos afastamos de uma fonte de calor.
Uma das explicações envolve a reconexão magnética, processo no qual campos magnéticos mudam sua configuração e liberam energia para as partículas ao redor.
Como os cientistas recriaram condições solares usando lasers
O experimento foi realizado na instalação Shenguang-II, em Xangai, equipada com lasers extremamente potentes.
Os pesquisadores direcionaram quatro feixes de laser para uma pequena placa de plástico com ondulações microscópicas.
Os pulsos duraram aproximadamente um nanossegundo, equivalente a um bilionésimo de segundo, mas produziram energia suficiente para transformar parte do material em plasma.
Esse estado da matéria, formado por partículas eletricamente carregadas, é predominante no Sol e em outras estrelas.
Quando o plasma começou a se expandir, as irregularidades da placa provocaram instabilidades que aproximaram regiões com campos magnéticos opostos.
O resultado foi a reconexão magnética, capaz de transferir energia para as partículas e aumentar rapidamente sua temperatura.
O experimento não criou uma miniatura literal do Sol, mas reproduziu alguns mecanismos físicos que podem ocorrer em sua atmosfera.
Plasma atingiu 820 mil graus e revelou um detalhe surpreendente
Durante o experimento, os pesquisadores utilizaram emissões de raios X para medir a temperatura dos elétrons.
Os resultados indicaram valores próximos de 820 mil graus Celsius.
Entretanto, a descoberta mais importante surgiu quando a equipe repetiu o procedimento utilizando uma placa completamente lisa.
Sem as ondulações microscópicas, o plasma apresentou temperaturas aproximadamente duas vezes menores.
Simulações computacionais também mostraram que o aquecimento adicional diminuía significativamente quando a geração de campos magnéticos era suprimida.
Essas comparações reforçaram a hipótese de que a reconexão magnética desempenhou um papel fundamental no fenômeno.
Segundo uma análise publicada pelo Phys.org, os resultados oferecem evidências experimentais de como pequenas instabilidades podem provocar liberações intensas de energia.
Ainda assim, existem limitações importantes. O plasma produzido no laboratório era muito mais denso do que aquele encontrado na corona solar, e os processos ocorreram em escalas extremamente reduzidas.
Portanto, o experimento não resolve definitivamente o mistério do aquecimento solar.
Pequenas explosões podem explicar temperaturas milionárias
Uma das principais hipóteses investigadas pelos astrônomos envolve as chamadas nanollamaradas solares.
Esses eventos liberam quantidades relativamente pequenas de energia quando comparados às grandes erupções solares.
Entretanto, se ocorrerem continuamente em grande quantidade, poderiam contribuir para manter a corona em temperaturas extraordinariamente elevadas.
Os pesquisadores acreditam que instabilidades semelhantes às reproduzidas no laboratório possam surgir durante movimentos de plasma na atmosfera solar, desencadeando reconexões magnéticas.
Compreender esses mecanismos também é importante para estudar tempestades solares, capazes de interferir em satélites, comunicações e redes elétricas na Terra.
A descoberta representa mais uma peça de um quebra-cabeça científico que permanece incompleto.
Os próximos experimentos deverão investigar plasmas mais complexos e comparar os resultados com observações realizadas por sondas espaciais.
Embora ainda não exista uma explicação definitiva, os cientistas estão cada vez mais próximos de compreender por que a atmosfera do Sol consegue ser muito mais quente do que sua superfície.
