Porque os ventos solares que atingem a terra estão mais quentes do que deveriam?
Nosso planeta é banhado constantemente pelos ventos que liberados
pelo nosso Sol. Mas mesmo que o Sol em si seja tão quente, uma vez que os
ventos solares atingem a Terra, eles estão mais quentes do que deveriam Mas
porque?
Sabemos que as partículas que compõem o plasma da
heliosfera do Sol esfriam à medida que se espalham. O problema é que elas se
parecem estar um bom tempo fazendo isso, reduzindo a temperatura muito mais
lentamente do que os modelos prevêem.
"As pessoas estudam o vento solar desde a sua
descoberta em 1959, mas existem muitas propriedades importantes desse plasma
que ainda não são bem conhecidas", diz o físico Stas Boldyrev, da
Universidade de Wisconsin-Madison.
"Inicialmente, os pesquisadores pensaram que o vento
solar tem que esfriar muito rapidamente à medida que se expande do Sol, mas as
medições por satélite mostram que, ao atingir a Terra, sua temperatura é 10
vezes maior que o esperado".
A equipe de pesquisa usou equipamentos de laboratório
para estudar o movimento do plasma, e agora acha que a resposta para o problema
está em um mar de elétrons preso que parece não conseguir escapar das garras do
Sol.
Há muito tempo se supõe que o próprio processo de
expansão esteja sujeito a leis adiabáticas, um termo que significa simplesmente
que a energia térmica não é adicionada ou removida de um sistema. Isso mantém
os números agradáveis e simples, mas assume que não há lugares onde a energia
entra ou sai do fluxo de partículas.
Infelizmente, a jornada de um elétron é tudo menos
simples, empurrada à mercê de vastos campos magnéticos, como uma montanha-russa
do inferno. Esse caos deixa muitas oportunidades para o calor passar de um lado
para o outro.
Só para complicar ainda mais as coisas, graças à sua
pequena massa, os elétrons avançam com íons mais pesados à medida que
disparam da atmosfera do Sol, deixando uma nuvem amplamente positiva de
partículas.
Eventualmente, a crescente atração entre as duas cargas
opostas assume a inércia desses elétrons voadores, puxando-os de volta para a
linha de partida, onde os campos magnéticos mais uma vez causam estragos em
seus caminhos.
"Esses elétrons que retornam são refletidos para que
saiam do Sol, mas novamente não podem escapar por causa da atraente força
elétrica do Sol", diz Boldyrev.
"Portanto, o destino deles é saltar para frente e
para trás, criando uma grande população dos chamados elétrons presos".
Boldyrev e sua equipe reconheceram um jogo semelhante de
pingue-pongue eletrônico em seu próprio laboratório, dentro de um aparelho
comumente usado para estudar plasma chamado máquina de espelho.
Máquinas de espelhos não contêm espelhos. Pelo menos, não
do tipo brilhante familiar. Também conhecidos como espelhos magnéticos ou
armadilhas magnéticas, esses dispositivos de fusão linear são pouco mais que
longos tubos com gargalo em cada extremidade.
"Mas algumas partículas podem escapar e, quando o
fazem, fluem ao longo das linhas de campos magnéticos em expansão fora da
garrafa", diz Boldyrev .
"Como os físicos querem manter esse plasma muito
quente, eles querem descobrir como a temperatura dos elétrons que escapam da
garrafa diminui fora dessa abertura".
Ou se você é Boldyrev e sua equipe, esses elétrons que
vazam podem ser estudados para entender melhor o que está acontecendo com nosso
próprio vento solar.
Ele e seus colegas sugerem que a população de elétrons
aprisionados desempenha um papel importante na maneira como os elétrons
distribuem sua energia térmica, alterando as distribuições típicas de velocidades
e temperaturas de partículas de maneira previsível.
"Acontece que nossos resultados concordam muito bem
com as medições do perfil de temperatura do vento solar e podem explicar por
que a temperatura do elétron diminui com a distância tão lentamente", diz
Boldyrev.
Encontrar uma combinação tão boa entre as figuras da
máquina de espelhos e o que vemos no espaço sugere que poderia haver outros
fenômenos solares que vale a pena estudar dessa maneira.
