Por que a temperatura da coroa solar é tão alta
12 de janeiro de 2001: Eu ouvi dizer, li que não se sabe por que a coroa solar, o ambiente gasoso do Sol, está a uma temperatura da ordem de um milhão de graus, enquanto sua superfície está apenas a seis mil. Esta manhã surgiu uma ideia
...É um fato observacional: o Sol emite periodicamente arcos de plasma de grande extensão. Os pontos de fixação desses arcos na superfície do Sol são as manchas solares. O plasma que rodeia o Sol está em condição, exceto erro de "número de Reynolds magnético alto". Ou seja, as linhas do campo magnético estão "congeladas" (frozen in) no plasma. Imagine cabelos de mulheres em uma piscina e um pente que os alinha. Os cabelos e o pente estão estreitamente ligados. Um puxa o outro, e reciprocamente.
...Esses arcos de plasma, novo fato observacional, se estendem a longa distância, depois se desfazem. Na figura da direita, representamos, de forma esquemática, as linhas do campo magnético. Em qualquer ponto do espaço, podemos associar ao valor de B um valor correspondente da "pressão magnética", indicado.
...Também há conservação do fluxo magnético:
...O valor do campo magnético é, portanto, máximo próximo às manchas solares e mínimo no ponto de extensão máxima do arco. Isso resulta em um efeito de gradiente do campo magnético. O arco funcionará como um acelerador de partículas carregadas, natural. Assim, o gás vai se descolar da superfície solar, de cada mancha solar e, impulsionado por esse gradiente de campo magnético, muito superior à força gravitacional, subirá e acelerará para chegar à região de campo mínimo, onde o arco é mais estendido e onde sua seção é mais forte. Essas massas de plasma poderiam, portanto, colidir. O resultado seria a conversão de energia magnética (aquela que serviu para acelerar as duas massas de plasma) em energia térmica. O desenho a seguir ilustra o conceito. A aceleração de partículas por gradiente de pressão magnética, especialmente em grandes distâncias, é um processo muito eficiente. Tudo isso poderia ser digitalizado, modelado com mais precisão, mas acredito que esse fenômeno poderia justificar esse aquecimento da coroa. Não se deve esquecer que a velocidade de agitação térmica varia como a raiz quadrada da temperatura, que a passagem de 6000 para um milhão de graus representa apenas um ganho de um fator 12 em velocidade de agitação térmica.
...Isso posto, onde as massas de plasma colidem (os arcos seriam o local de fenômenos magneto-acústicos muito interessantes para estudar), a pressão no plasma pode tornar-se tão grande que ele escape do confinamento ligado ao feixe de linhas do campo magnético. Dessa forma, os arcos se desfazem, liberando seu conteúdo quente. Posteriormente, teríamos dois cenários. Um aquecimento moderado alimentaria o ambiente gasoso do Sol, sua coroa. O gás que está na superfície do Sol está preso ali. A 6000 graus, a velocidade de agitação térmica é claramente menor que a velocidade que uma partícula precisa ter para se afastar significativamente da superfície do Sol. É por isso que ela está bastante próxima de uma esfera. Mas as partículas mais rápidas, aceleradas nos arcos, e liberadas durante a desintegração desses arcos, compõem então a "atmosfera do Sol", que se estende a muito maior distância.
...Erupções solares mais violentas (que na verdade são o efeito secundário de uma instabilidade do tipo magnetohidrodinâmica, MHD, com alto número de Reynolds magnético) dão ... o vento estelar (no caso do Sol, o vento solar). Sabemos também que a forte abundância de manchas solares é sinônimo de um intenso bombardeio da Terra pelo gás emitido pelo Sol.
...Para os não especialistas em física de plasmas, essa aceleração por efeito de gradiente do campo magnético pode ser um pouco difícil de compreender. Mas muitas pessoas conhecem a "magnetosfera" da Terra:
...À esquerda, a esfera terrestre, com seu eixo magnético inclinado. No passo, o "norte magnético" da Terra é, na verdade, um polo sul, pois atrai os polos norte das bússolas. As partículas carregadas (essencialmente elétrons) emitidas pelo Sol (vento solar) encontram-se presas na rede das linhas do campo magnético da Terra. À direita: elas realizam idas e vindas entre regiões de campo alto, espiralando ao redor dessas linhas de força. Essas trajetórias em espiral materializam, de certo modo, a maneira como esse plasma está ligado ao campo magnético. Esse plasma, que constitui as "faixas de Van Allen", nome do astrônomo que as descobriu, faz a ida e a volta entre as regiões boreais norte e sul da Terra, as partículas sendo reenviadas como se fossem bolas de tênis (por simples efeito do gradiente de pressão magnética). Na física de plasmas, isso é chamado de "espelho magnético" (magnetic mirror). À esquerda, a "cauda" da magnetosfera terrestre, oposta ao Sol.
...Em regime normal, as partículas carregadas voltam atrás em altas altitudes, acima da atmosfera terrestre, cujo limite pode ser fixado a uma altitude de 80 km. Quando um vento solar particularmente forte chega à Terra, as partículas, apesar do efeito de frenagem devido ao gradiente do campo magnético, conseguem penetrar na alta atmosfera e todos os astrônomos sabem que é a causa do fenômeno das auroras boreais. Uma faixa de Van Allen é, portanto, uma estrutura que me parece bastante próxima desses arcos correspondentes às erupções solares, pelo menos sob certos aspectos.
...Bem, parece ser uma ideia que vale a pena explorar. Mas tenho tantas coisas para fazer......
Veja o dossier "as raivas do Sol", de 16 de setembro de 2005
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**Consultas entre 16/1/2001 e 16/9/2005 **: 11.882
