Por que a atmosfera do Sol é mais quente que sua superfície? - Olivia, 9 anos, Canberra.

Oi Olivia, essa é uma ótima pergunta! Na verdade, é uma pergunta tão importante que muitos cientistas ao redor do mundo estão tentando responder.

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A verdade é que não sabemos! Mas temos algumas ideias sobre de onde pode vir a energia que aquece a atmosfera do Sol, e isso tem muito a ver com o campo magnético do Sol. Deixe-me explicar o que isso significa.

A temperatura do sol

O calor é criado bem no centro do Sol, em seu núcleo, onde a temperatura é de 27 milhões de graus Celsius. E, assim como ao se afastar de uma fogueira, a temperatura fica mais fria na distância do centro.

A temperatura da superfície do Sol é de cerca de 6.000°C, o que significa que é muito mais frio do que o núcleo. Além disso, ele continua a esfriar por uma curta distância acima da superfície.

Porém, mais acima da superfície, na atmosfera, a temperatura repentinamente sobe para mais de um milhão de graus! Portanto, deve haver algo que esteja aquecendo a atmosfera do Sol. Mas não podemos descobrir facilmente o que é.

A chave é o campo magnético do Sol

A ideia principal entre os especialistas é que o campo magnético do Sol está, na verdade, trazendo energia de dentro do Sol para cima, através de sua superfície e para a atmosfera.

Como a Terra, o Sol possui um campo magnético. Podemos imaginar um campo magnético como linhas invisíveis conectando os polos Norte e Sul de uma estrela ou planeta.

Não podemos ver os campos magnéticos, mas sabemos que eles existem porque temos objetos que reagem a eles. Por exemplo, uma agulha de bússola na Terra sempre apontará para o Polo Norte porque se alinha com o campo magnético da Terra.

Aqui você pode ver como o campo magnético da Terra se estende para o espaço e retorna. A extremidade vermelha é o pólo magnético norte e a extremidade branca é o pólo sul. Crédito da imagem: Shutterstock

Embora o Sol também tenha um polo norte e um polo sul, seu campo magnético se comporta de maneira diferente do da Terra e parece muito mais confuso. Na superfície do Sol, as linhas do campo magnético parecem muitos loops subindo da superfície para a atmosfera - e esses loops estão mudando o tempo todo.

Se os loops se tocarem, eles podem causar explosões repentinas de enormes quantidades de energia que aquecem a atmosfera. Também sabemos que há ondas viajando ao longo das linhas do campo magnético elevando a energia. Eles poderiam ser responsáveis pelo aquecimento da atmosfera?

É uma combinação das ondas e das explosões ou algo completamente diferente? Ser capaz de medir o campo magnético do Sol realmente nos ajudaria a entender o que está acontecendo.

É assim que pensamos que seriam as linhas do campo magnético do Sol se pudéssemos vê-las surgindo de sua superfície. Crédito da imagem: NASA

Medindo o campo magnético

Os campos magnéticos podem ser invisíveis, mas ainda podemos medi-los porque eles fazem pequenas alterações na luz que vem do sol. A superfície do Sol é muito brilhante, então é fácil ver as mudanças na luz que vem da superfície e medir o campo magnético ali.

Mas a atmosfera do Sol é tão quente que a luz não é mais visível. Em vez disso, faz raios X, que são um tipo de luz que não podemos ver! Mesmo se usarmos telescópios especiais de raios-X, os raios-X da atmosfera do Sol são muito fracos para que possamos descobrir como é o campo magnético na atmosfera.

A boa notícia é que existe um novo satélite, o Parker Solar Probe da NASA, que agora orbita perto do Sol (mas não muito perto) e está voando pelo campo magnético para medi-lo. Devemos receber muitas informações novas e interessantes dela nos próximos cinco anos.

Essas medições do campo magnético nos levarão mais perto de entender o que está tornando a atmosfera do Sol e de outras estrelas muito mais quente do que sua superfície.

A Sonda Solar Parker da NASA tem o tamanho de um carro. Crédito da imagem: NASA

Hannah Schunker, Professora de Física, Universidade de Newcastle

David Pontin, Professor Associado de Física, University of Newcastle

Este artigo foi republicado em: The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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Referência:

SCHUNKER e PONTIN. Curious Kids: why is the Sun’s atmosphere hotter than its surface? The Conversation, 31, ago. 2021. Curious Kids. Disponível em: <https://theconversation.com/curious-kids-why-is-the-suns-atmosphere-hotter-than-its-surface-166747>. Acesso em: 11, set. 2021.