Raro buraco gigante explode na atmosfera do Sol
Um buraco gigante e aberto que se abriu na atmosfera do Sol foi identificado como a fonte de uma abundância surpreendente de um isótopo raro de hélio.
No final de outubro de 2023, o Sol foi registrado expelindo uma quantidade enorme de hélio-3 — a maior quantidade já vista saindo da estrela central do Sistema Solar.
Após conduzir uma investigação, os astrônomos rastrearam a fonte até um jato lançado da borda de um buraco coronal como parte de uma rara erupção solar que continha apenas elementos mais leves.
“Esse isótopo raro, que é mais leve que o hélio-4, mais comum, por apenas um nêutron, é escasso em nosso Sistema Solar — encontrado em uma proporção de cerca de um íon de hélio-3 para 2.500 íons de hélio-4”, explica o astrofísico Radoslav Bučík, do Southwest Research Institute, nos EUA.
“No entanto, os jatos solares parecem acelerar preferencialmente o 3 He a altas velocidades ou energias, provavelmente devido à sua relação única entre carga e massa.”
O hélio-4 é de longe o isótopo mais comum de hélio. Ele compõe cerca de um quarto de toda a matéria normal do Universo em massa. Acredita-se que a maior parte do hélio-3 e do hélio-4 abundantes no Universo tenham se formado momentos após o Big Bang . Dos dois, o isótopo menor é bem menos abundante.
Normalmente, o hélio-3 compõe cerca de 0,002% do vento solar . Jatos solares podem aumentar o hélio-3 para cerca de 10.000 vezes sua concentração normal na atmosfera solar.
Em 24 e 25 de outubro de 2023, no entanto, o observatório Solar Orbiter da ESA e da NASA detectaram hélio-3 se afastando do Sol em concentrações 180.000 vezes maiores do que sua concentração normal na atmosfera solar, a velocidades mais altas do que a maioria dos outros materiais no fluxo.
Naqueles dias, observatórios solares registraram a presença de um grande buraco coronal na face do Sol. Buracos coronais são regiões temporárias na coroa solar, ou atmosfera, onde se forma uma lacuna no campo magnético. Eles não podem ser vistos na luz visível, mas em imagens ultravioleta e de raios X parecem bastante escuros. Isso ocorre porque o plasma nessas áreas é mais frio e menos denso do que o material circundante.
Com os campos magnéticos mais permeáveis do que o normal, o vento solar pode escapar mais facilmente, empurrando partículas carregadas para o espaço em altas velocidades. Nas bordas desse buraco coronal específico, Bučík e seus colegas identificaram um fluxo de plasma altamente colimado, conhecido como jato solar, como a fonte do evento de partículas solares que incluiu a alta abundância de hélio-3.
“Surpreendentemente, a intensidade do campo magnético nessa região era fraca, mais típica de áreas solares tranquilas do que de regiões ativas”, diz Bučík . “Essa descoberta corrobora teorias anteriores que sugerem que o enriquecimento de hélio-3 é mais provável em plasma fracamente magnetizado, onde a turbulência é mínima.”
O que é ainda mais interessante sobre este jato em particular é o que mais havia nele. Eventos de partículas solares , nos quais partículas são aceleradas para dentro ou a partir da coroa solar, podem conter altas concentrações de hélio-3; mas, independentemente do teor de hélio-3, eles normalmente contêm altas concentrações de outros elementos mais pesados, do neônio ao ferro.
No evento de partículas solares de outubro de 2023, o ferro não aumentou significativamente. Em vez disso, o fluxo continha uma abundância de elementos como carbono, nitrogênio, silício e enxofre. Apenas 19 outros eventos de partículas solares entre 1999 e 2023 apresentaram perfis químicos semelhantes.
Uma possibilidade é que tais eventos sejam raros. A outra possibilidade é que sejam bastante comuns, mas geralmente são bem fracos, e simplesmente não estamos perto o suficiente do Sol para vê-los e medi-los.
A Solar Orbiter fica aproximadamente no meio do caminho entre a Terra e o Sol, o que a coloca em uma posição confortável para capturar a grande variedade de explosões misteriosas da nossa estrela mais próxima.
