O mistério do Sol! O que é o problema do aquecimento coronal e como isso nos afeta?

Quantas vezes você já ouviu que tem que tomar Sol para evitar deficiência em vitamina D? Esse é um dos exemplos de como a vida na Terra está diretamente relacionada com o Sol, tanto a manutenção quanto a evolução da vida. Até mesmo oxigênio que respiramos está associado com o Sol já que a produção se deve pela fotossíntese que depende da luz sola para acontecer.

Devido à importância do Sol nas nossas vidas, o astro sempre foi um objeto de estudo desde a Antiguidade. Uma das primeiras discussões surgiu justamente para saber se a Terra orbitava em torno do Sol ou se o Sol orbitava em torno da Terra. Hoje, sabemos que o Sol é o centro de um sistema planetário contendo 8 planetas e diversos outros objetos como asteroides, cometas e planetas anões.

Apesar de ser amplamente estudado, o Sol ainda esconde um dos mistérios mais intrigantes e antigos da Astronomia. O mistério é conhecido como problema do aquecimento coronal e até hoje astrônomos tentam entender qual processo por trás disso. A agência americana NASA tem uma missão dedicada para coletar dados na tentativa de resolver esse problema. Mas o que ele significa e por que astrônomos são tão interessados em responder?

Estruturas do Sol

O Sol é uma esfera de plasma composta majoritariamente por hidrogênio e hélio. É uma estrela considerada anã amarela que oficialmente é chamada de estrela do tipo G. Essas estrelas são exemplos de objetos na sequência principal que estão queimando hidrogênio em hélio como combustível que mantém a estrela em equilíbrio hidrostático.

Há várias estruturas que compõe o Sol entre elas o núcleo, a zona radiativa, zona convectiva, cromosfera e a coroa. Cada estrutura possui características diferentes e processos físicos que variam em cada parte. A parte visível do Sol é chamada de superfície solar. Além disso, campos magnéticos também são muito presentes em diversos processos solares.

Problema do aquecimento coronal

Há mais de 150 anos, astrônomos tentam responder um mistério sobre essas estruturas. A nossa intuição nos diz que quando mais longe algo está de sua fonte de energia, menos calor recebe. Algo como quando mais nos afastamos da chama de uma vela, menos calor recebemos. Porém, no Sol acontece algo que vai contra essa intuição e é chamado de problema do aquecimento coronal.

A parte mais externa do Sol chamado de coroa solar atinge uma temperatura na faixa de milhões de graus enquanto a parte mais interna tem cerca de 5.500ºC. Ou seja, a parte mais distante do Sol tem temperaturas ordens de magnitude maior do que a parte mais interna indo contra a intuição. Explicar o motivo da temperatura aumentar é um desafio astrônomos já que um processo termal não pode ser explicado pelas leis da termodinâmica.

A sonda que encostou no Sol

Para tentar entender o que está acontecendo no Sol, a NASA projetou e lançou a sonda Parker Solar Probe e a Agência Espacial Europeia (ESA) lançou o Solar Orbiter. As duas missões estão coletando dados sobre a coroa solar para tenta resolver esse mistério de século. A Parker Solar Probe ficou conhecida como a sonda que encostou no Sol por ter conseguido entrar na estrutura coronal pela primeira vez em 2021.

Por causa desse feito, a sonda também atingiu uma velocidade impressionante de 690 mil km//h. Essa velocidade fez que a sonda se tornasse o objeto mais rápido construído por seres humanos. Em 2021, a NASA anunciou que a sonda já estava sob o domínio do campo magnético do Sol fazendo observações para tentar solucionar o problema do aquecimento coronal.

Possíveis soluções

Durante esse século várias soluções foram propostas por especialistas em magnetohidrodinâmica - a área da Física que estuda plasma. Apesar de diversas soluções, há duas que se mantém como preferidas pela comunidade científica. Uma delas descreve um processo de aquecimento acontecendo por ondas magnéticas chamadas de ondas de Alfvén. O argumento é que essas ondas transportavam energia do centro pra for aquecendo a coroa solar.

Outra teoria é associada a um processo chamado de reconexão magnética onde campos magnéticos se quebram e reconectam liberando energia. Essa energia seria liberada em forma de estruturas chamadas nanoflares. As nanoflares seriam versões menores das flares solares que causam os ventos solares que conhecemos. Essas pequenas explosões poderiam esquentar a coroa solar.

Ventos solares e a Terra

Apesar do problema do aquecimento coronal chamar atenção, o Sol é um objeto extremamente complexo em outros processo também. Um deles é justamente o fenômeno que causa ventos solares que podem se transformar em tempestades solares. Essas tempestades acontecem quando ventos chegam na Terra e interagem com o campo magnético terrestre.

Prever e compreender a produção de ventos solares pode nos oferecer uma dica de como nos proteger melhor desses eventos energéticos. O problema do aquecimento coronal é uma das peças para entender como a dinâmica do Sol funciona. Responder essa pergunta pode nos ajudar a entender um pouco melhor também sobre a superfície da estrela e sobre os campos magnéticos que geram ventos solares.