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Aumento das explosões estelares preocupa cientistas

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O aumento das explosões solares é algo que preocupa os cientistas, especialmente nos últimos dias.

Isso porque intensas tempestades geomagnéticas há duas semanas não apenas produziram auroras boreais e austrais, mas, principalmente, tiveram o potencial de perturbar as comunicações, a transmissão de energia elétrica, a navegação e as operações de rádio e satélite.

Uma equipe do Centro de Radioastronomia e Astrofísica Mackenzie, da Universidade Presbiteriana Mackenzie e da School of Physics and Astronomy, da University of Glasgow (Escócia) avaliaram os fenômenos ainda maiores que tivemos nas estrelas Kepler-411 e Kepler-396, que não estão muito distantes de nós. O artigo sobre o estudo foi publicado no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Assim como o aumento das explosões solares afeta a Terra, as super explosões, foco deste estudo, podem impactar a atmosfera de exoplanetas e influenciar, entre outros fatores, as condições para a formação ou destruição de possível vida microbiológica nesses planetas.

Equipamentos ajudam

Via PxHere

Embora seu principal objetivo seja a busca por exoplanetas, telescópios espaciais como o Kepler e o Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) forneceram uma grande quantidade de dados sobre explosões estelares, detectadas com fotometria espetacular usando filtros de banda larga na faixa da luz visível.

Como as estrelas estão muito distantes, elas aparecem nos telescópios apenas como pontos luminosos. As explosões se manifestam como aumentos repentinos de luminosidade desses pontos, explica a Agência FAPESP.

Além disso, existem poucos dados sobre as demais faixas do espectro eletromagnético, e a maioria das pesquisas atuais acaba sendo sobre a energia irradiada.

Com isso, eles encontraram super explosões com energias de 100 a 10.000 vezes maiores que as das mais intensas explosões solares. Agora, é necessário descobrir qual modelo melhor explica esses altos níveis de energia.

Aumento das explosões solares de alto patamar

Há dois modelos principais sob investigação. O mais adotado trata a radiação da superexplosão como emissão de corpo negro a uma temperatura de 10 mil Kelvin.

O outro, menos comum, associa o fenômeno a processos de ionização e recombinação de átomos de hidrogênio. O estudo em pauta, no entanto, analisou ambos os modelos, com auxílio da FAPESP através de três projetos.

Conforme o que se conhece até o momento em termos de energia, o argumento indica que a forma de recombinação de hidrogênio é mais possível do que o modelo de corpo negro.

Via Pexels

Os pesquisadores analisaram 37 eventos de Kepler-411 e cinco eventos de Kepler-396, utilizando ambos os mecanismos de radiação.

Tais processos são descritos a partir das explosões solares. Apesar das diversas diferenças, as explosões solares continuam impulsionando modelos que interpretam explosões estelares, devido à grande quantidade de informações acumuladas sobre elas desde que foram registradas pela primeira vez pelos astrônomos ingleses Richard Carrington e Richard Hodgson, em 1º de setembro de 1859.

Desde então, as explosões solares foram observadas como brilhos intensos com durações variando de segundos a horas, em diferentes comprimentos de onda: rádio, luz visível, ultravioleta e raio-x.

Esses flares são um dos fenômenos mais energéticos do nosso Sistema Solar e podem afetar operações de satélites, comunicações por rádio, linhas de transmissão de energia, sistemas de navegação e o funcionamento do GPS, entre outros.

Explosões solares

O aumento das explosões solares acontece em regiões mais ativas do Sol, e se associam a intensos campos magnéticos. A energia acumulada nos campos magnéticos da coroa solar é liberada repentinamente, aquecendo o plasma e acelerando partículas como elétrons e prótons.

Por terem menor massa, os elétrons podem ser acelerados a frações consideráveis da velocidade da luz – tipicamente até 30%, mas às vezes alcançando valores maiores.

As partículas aceleradas viajam ao longo das linhas do campo magnético: uma parte é lançada para o espaço interplanetário, enquanto outra parte se dirige à cromosfera, situada abaixo da coroa, onde colide com o plasma de alta densidade e transfere sua energia para o meio.

Mais energia esquenta mais o plasma local, gerando uma ionização e a movimentação dos átomos. Consequentemente, mais produção de radiação que detectamos com telescópios em solo e no espaço.

Desde a década de 1960, vários estudos observacionais e teóricos têm buscado explicar a geração do excesso de luz visível causada pelas explosões solares, mas ainda não há uma explicação definitiva. Dessas pesquisas, surgiram duas principais alternativas já mencionadas:

  1. O modelo de corpo negro ocorre na fotosfera, que esquenta abaixo da cromosfera.
  2. A radiação por recombinação de hidrogênio acontece na cromosfera solar, quando os prótons e elétrons, separados pela ionização, se juntam novamente.

    Via PxHere

Como provar?

A limitação do primeiro caso pode ser resumida à questão do transporte de energia. Nenhum dos mecanismos de energia normalmente aceitos para explosões solares tem capacidade de entregar a energia necessária na fotosfera para causar o aquecimento do plasma de modo a explicar as observações.

Cálculos da década de 1970 mostram que a maioria dos elétrons acelerados em explosões solares não consegue atravessar a cromosfera solar para chegar até a fotosfera.

Assim, o modelo de corpo negro para explicar a produção de luz branca em explosões solares é incompatível com o principal processo de transporte de energia aceito para explosões solares.

Contudo, os pesquisadores lamentam que o modelo de radiação por recombinação de hidrogênio, que é fisicamente mais consistente, ainda não possa ser confirmado por observações.

Mesmo assim, o novo artigo reforça o uso desse modelo, que tem sido negligenciado na maioria dos estudos, ressalta a Agência FAPESP.

 

Fonte: Olhar Digital

Imagens: PxHere, PxHere, Pexels

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