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Fluxo de plasma próximo à superfície do sol explica manchas solares, outros fenômenos solares - Phys.org

Manchas solares podem ser vistas nesta imagem da radiação solar. Cada mancha solar dura de alguns dias a alguns meses, e o número total atinge o pico a cada 11 anos. Os pontos mais escuros acompanham manchas brancas brilhantes, chamadas faculae, que aumentam a radiação solar geral. Crédito: NASA / Goddard / SORCE              Durante 400 anos, as pessoas rastrearam manchas solares, manchas escuras que aparecem por semanas na superfície do sol. Eles observaram, mas não conseguiram explicar por que o número de manchas atinge o pico a cada 11 anos.                                                       Um estudo da Universidade de Washington publicado este mês na revista Physics of Plasmas propõe um modelo de movimento do plasma que explicaria o ciclo de manchas solares de 11 anos e várias outras propriedades misteriosas do sol. "Nosso modelo é completamente diferente de uma imagem normal do sol", disse o primeiro autor Thomas Jarboe, professor de aeronáutica e astronáutica da UW. "Eu realmente acho que somos as primeiras pessoas a dizer a natureza e a fonte dos fenômenos magnéticos solares - como o sol funciona." Os autores criaram um modelo baseado em seu trabalho anterior com pesquisa em energia de fusão. O modelo mostra que uma fina camada abaixo da superfície do sol é essencial para muitos dos recursos que vemos na Terra, como manchas solares, inversões magnéticas e fluxo solar, e é apoiada por comparações com observações do sol. "Os dados observacionais são fundamentais para confirmar nossa imagem de como o sol funciona", disse Jarboe. No novo modelo, uma fina camada de fluxo magnético e plasma, ou elétrons flutuantes, se move em velocidades diferentes em diferentes partes do sol. A diferença de velocidade entre os fluxos cria torções de magnetismo, conhecidas como helicity magnética, semelhantes ao que acontece em alguns conceitos de reatores de fusão.                               O chamado "diagrama da borboleta" mostra que a atividade das manchas solares começa mais longe do equador do sol e se move gradualmente em direção ao centro. O ciclo se repete a cada 11 anos. Crédito: Hathaway 2019 / solarcyclescience.com              "A cada 11 anos, o sol cresce essa camada até ficar grande demais para ser estável e depois desaparecer", disse Jarboe. Sua partida expõe a camada inferior do plasma se movendo na direção oposta com um campo magnético invertido. Quando os circuitos nos dois hemisférios estão se movendo na mesma velocidade, mais manchas solares aparecem. Quando os circuitos têm velocidades diferentes, há menos atividade de manchas solares. Essa incompatibilidade, diz Jarboe, pode ter acontecido durante as décadas de pouca atividade nas manchas solares conhecida como "Mínimo de Maunder". "Se os dois hemisférios girarem em velocidades diferentes, as manchas solares próximas ao equador não corresponderão e a coisa toda morrerá", disse Jarboe.                                                                                      "Os cientistas pensaram que uma mancha solar foi gerada a 30% da profundidade do sol e surgiu em uma corda de plasma retorcida que sai", disse Jarboe. Em vez disso, seu modelo mostra que as manchas solares estão nos "supergrânulos" que se formam dentro da fina camada subterrânea de plasma que o estudo calcula ter aproximadamente 150 a 450 quilômetros de espessura, ou uma fração dos 430.000 do sol raio de milha. "A mancha solar é uma coisa incrível. Não há nada lá e, de repente, você a vê em um flash", disse Jarboe.                               No modelo apresentado no novo artigo, a linha vermelha mostra o fluxo de elétrons, ou plasma, e a linha amarela mostra a superfície do sol. O X delimitado por um círculo mostra o campo magnético, com o campo eletromagnético mais alto próximo ao equador do sol. Com o tempo, o campo eletromagnético se desgasta na superfície e a camada externa de lama vermelha sai para o espaço sideral, expondo a camada interna que flui na direção oposta. Crédito: Jarboe et al./Física dos Plasmas              A pesquisa anterior do grupo concentrou-se em reatores de potência de fusão, que usam temperaturas muito altas semelhantes às do sol para separar núcleos de hidrogênio de seus elétrons. Tanto no reator solar quanto no reator de fusão, os núcleos de dois átomos de hidrogênio se fundem, liberando enormes quantidades de energia. O tipo de reator em que Jarboe se concentrou, um esferoma, contém o plasma de elétrons dentro de uma esfera que faz com que ele se auto-organize em certos padrões. Quando Jarboe começou a considerar o sol, viu semelhanças e criou um modelo para o que poderia estar acontecendo no corpo celeste. "Há cem anos as pessoas pesquisam isso", disse Jarboe. "Muitos dos recursos que estamos vendo estão abaixo da resolução dos modelos, portanto só podemos encontrá-los em cálculos". Outras propriedades explicadas pela teoria, disse ele, incluem o fluxo dentro do sol, a ação de torção que leva a manchas solares e a estrutura magnética total do sol. É provável que o artigo provoque intensa discussão, disse Jarboe. "Minha esperança é que os cientistas olhem seus dados sob uma nova luz, e os pesquisadores que trabalharam a vida inteira para coletar esses dados terão uma nova ferramenta para entender o que tudo isso significa", disse ele.                                                                                                                                                                   Mais Informações: T.R. Jarboe et al., A natureza e fonte dos fenômenos magnéticos solares, Physics of Plasmas (2019). DOI: 10.1063 / 1.5087613                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   Citação:                                                  Fluxo de plasma próximo à superfície do sol explica manchas solares, outros fenômenos solares (2019, 19 de setembro)                                                  consultado em 20 de setembro de 2019                                                  https://phys.org/news/2019-09-plasma-sun-surface-sunspots-solar.html                                                                                                                                       Este documento está sujeito a direitos autorais. Além de qualquer negociação justa para fins de estudo ou pesquisa privada, nenhuma                                             parte pode ser reproduzida sem a permissão por escrito. O conteúdo é fornecido apenas para fins informativos.                                                                                                                                consulte Mais informação



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