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

Quantas vezes já ouviu que tem que apanhar 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 como a evolução da vida. Até mesmo o oxigénio que respiramos está associado ao Sol já que a produção se deve à fotossíntese que depende da luz solar para acontecer.

Devido à importância do Sol nas nossas vidas, este 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 que contém 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 os astrónomos tentam entender qual o processo por detrás disso. A agência americana NASA tem uma missão dedicada para recolher dados na tentativa de resolver este problema. Mas o que significa e por que é que os astrónomos estão tão interessados em responder?

Estruturas do Sol

O Sol é uma esfera de plasma composta maioritariamente por hidrogénio 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 a queimar hidrogénio e 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, os campos magnéticos também são muito presentes em diversos processos solares.

O problema do aquecimento coronal

Há mais de 150 anos, astrónomos tentam responder a um mistério sobre estas estruturas. A nossa intuição diz-nos que quanto mais longe alguma coisa está da sua fonte de energia, menos calor recebe. Algo como quanto 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 esta intuição. Explicar o motivo pela qual a temperatura aumenta é um desafio já que um processo termal não pode ser explicado pelas leis da termodinâmica.

A sonda que "entrou" no Sol

Para tentar entender o que está a acontecer 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 a recolher dados sobre a coroa solar para tentar resolver este mistério de século. A Parker Solar Probe ficou conhecida como a sonda que "entrou" 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 este 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 libertando energia. Esta energia seria libertada em forma de estruturas chamadas nanoflares. As nanoflares seriam versões menores das flares solares que causam os ventos solares que conhecemos. Estas pequenas explosões poderiam aquecer a coroa solar.

Ventos solares e a Terra

Apesar do problema do aquecimento coronal chamar atenção, o Sol é um objeto extremamente complexo noutros processos também. Um deles é justamente o fenómeno que causa ventos solares que podem transformar-se em tempestades solares. Estas tempestades acontecem quando os ventos solares chegam à Terra e interagem com o campo magnético terrestre.

Prever e compreender a produção de ventos solares pode oferecer-nos uma dica de como nos protegermos melhor destes eventos energéticos. O problema do aquecimento coronal é uma das peças para entender de que forma a dinâmica do Sol funciona. Responder a esta pergunta pode ajudar-nos a entender um pouco mais sobre a superfície da estrela e sobre os campos magnéticos que originam ventos solares.