Em 1998, a revista Nature publicou uma carta seminal concluindo que um sinal misterioso, que havia sido descoberto durante a análise da polarização da luz solar, implicava que a cromosfera solar (uma camada importante da atmosfera solar) está praticamente desmagnetizada.

Imagem da atmosfera solar mostrando uma ejeção de massa coronal. Crédito: NASA/GSFC/SDO

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Em nítida contradição com a ciência comum. Esse paradoxo motivou experimentos de laboratório e investigações teóricas que, em vez de fornecer uma solução, levantaram novas questões e até mesmo levaram alguns cientistas a questionar a teoria quântica da interação matéria-radiação.

Hoje, pesquisadores do Istituto Ricerche Solari (IRSOL) em Locarno-Monti (afiliado à USI Università della Svizzera italiana) e do Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) em Tenerife, encontraram a solução para este intrigante paradoxo, abrindo uma nova janela para explorar os campos magnéticos indescritíveis da cromosfera solar na atual nova era dos telescópios solares de grande abertura. Suas descobertas foram publicadas na Physical Review Letters.

Vinte e cinco anos atrás, um sinal enigmático foi descoberto ao analisar a polarização da luz solar com um novo instrumento, o Zurich Imaging Polarimeter (ZIMPOL), desenvolvido na ETH Zurich e posteriormente instalado no IRSOL. Este misterioso sinal de polarização linear, produzido por processos de espalhamento, aparece no comprimento de onda de uma linha neutra do sódio (a chamada linha D1), onde, de acordo com a mecânica quântica, tal polarização de espalhamento não deveria estar presente. Este sinal foi, portanto, totalmente inesperado, e sua interpretação abriu imediatamente um intenso debate científico. O mistério aumentou ainda mais dois anos depois, quando a revista Nature publicou uma explicação implicando que a camada da atmosfera solar conhecida como cromosfera está completamente desmagnetizada, em aparente contradição com os resultados estabelecidos; pesquisadores acreditam que (fora das manchas solares) esta região é permeada por campos magnéticos na faixa de gauss. As novas descobertas abriram um sério paradoxo que desafiou os físicos solares por muitos anos e até mesmo levou alguns cientistas a questionar a teoria quântica disponível da interação matéria-radiação.

Agora, em um artigo publicado pela Physical Review Letters, Ernest Alsina Ballester (IRSOL, IAC), Luca Belluzzi (IRSOL) e Javier Trujillo Bueno (IAC) mostram a solução para este paradoxo intrigante. Os resultados foram alcançados através da realização da modelagem teórica mais avançada da polarização da linha solar D1 já tentada, envolvendo três anos de trabalho realizado por meio de uma cooperação estreita entre o Istituto Ricerche Solari (IRSOL) em Locarno-Monti (afiliado à USI Università della Svizzera italiana) e o grupo POLMAG do Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) em Tenerife.

Os pesquisadores explicam: "Este resultado tem consequências muito importantes. Sinais de dispersão de polarização, como o observado na linha D1 do sódio, são extremamente interessantes porque codificam informações exclusivas sobre os campos magnéticos indescritíveis presentes na cromosfera solar. Esta camada de interface chave da atmosfera solar, localizada entre a fotosfera mais fria subjacente e a coroa de um milhão de graus sobreposta, está no centro de vários problemas persistentes na física solar, incluindo a compreensão e previsão dos fenômenos eruptivos que podem impactar fortemente nossa sociedade dependente de tecnologia. O campo magnético é conhecido por ser o principal impulsionador da espetacular atividade dinâmica da cromosfera solar, mas nosso conhecimento empírico de sua intensidade e geometria ainda é amplamente insatisfatório. A solução do paradoxo de longa data da polarização da linha solar D1 prova a validade da atual teoria quântica da polarização da linha espectral e abre uma nova janela para explorar o magnetismo da atmosfera solar na atual nova era de telescópios solares de grande abertura."

Mais informações:

Ernest Alsina Ballester et al, Solving the Paradox of the Solar Sodium D1 Line Polarization, Physical Review Letters (2021). DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.081101

♦ Fornecido por Università della Svizzera italiana

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Referência:

Researchers solve 20-year-old paradox in solar physics. Phys org, 19, ago. 2021. Disponível em: <https://phys.org/news/2021-08-year-old-paradox-solar-physics.html>. Acesso em: 19, ago. 2021.