As ondas de gravidade detetadas no interior do Sol revelam núcleo de rotação rápida



Os cientistas que usam o observatório solar ESA/NASA SOHO encontraram modos de gravidade de vibração sísmica, há muito procurados, que implicam que o núcleo do Sol gira quatro vezes mais rápido que a superfície.

Assim como a sismologia revela a estrutura interior da Terra pela forma como as ondas geradas pelos terremotos viajam através dela, os físicos solares usam a “heliosismologia” para investigar o interior solar, ao estudar ondas de som que reverberam através dele. Na Terra, geralmente é um evento que é responsável por gerar as ondas sísmicas num determinado momento, mas o Sol está a “ressoar” continuamente, devido aos movimentos convectivos dentro do gigantesco corpo gasoso.

As ondas de frequência mais altas, conhecidas como ondas de pressão (ou ondas-p), são facilmente detectadas como oscilações de superfície, devido a ondas sonoras que se espalham pelas camadas superiores do Sol. Estas passam muito rapidamente através de camadas mais profundas e, portanto, não são sensíveis à rotação do núcleo do Sol.

Por outro lado, as ondas de gravidade de baixa frequência (ondas-g) que representam oscilações do interior solar profundo, não possuem uma assinatura clara na superfície e, portanto, apresentam um desafio para a detecção directa.

Em contraste com as ondas-p, para as quais a pressão é a força de restauração, a flutuabilidade (gravidade) atua como a força de restauração das ondas de gravidade.

As oscilações solares estudadas até agora são todas ondas sonoras, mas também deverá haver ondas de gravidade no Sol, com movimentos ascendentes e descendentes, bem como horizontais, como ondas no mar”, diz Eric Fossat, autor principal do artigo que descreve o resultado, publicado na Astronomy & Astrophysics.

Temos vindo a procurar essas ondas evasivas no nosso Sol há mais de 40 anos e, embora as tentativas anteriores tenham insinuado as deteções, nenhuma delas foi definitiva. Finalmente, descobrimos como extrair inequivocamente a sua assinatura.”

Eric e seus colegas usaram 16,5 anos de dados colectados pelo instrumento dedicado “Global Oscillations at Low Frequencies” da SOHO (GOLF, Oscilações Globais a Baixas Frequências). Ao aplicar várias técnicas analíticas e estatísticas, foi revelada uma impressão regular dos modos-g nos modos-p.

Em particular, olharam para um parâmetro de modo-p que mede o tempo que leva para que uma onda acústica percorra o Sol e volte à superfície novamente, que é conhecido por demorar 4 horas e 7 minutos. Uma série de modulações foi detectada neste parâmetro de modo-p, que pode ser interpretado como devido às ondas-g que agitam a estrutura do núcleo.

A assinatura das ondas-g imprimidas sugere que o núcleo gira uma vez por semana, quase quatro vezes mais rápido que a superfície observada e camadas intermediárias, que variam de 25 dias no equador para 35 dias nos polos.

Os modos-g foram detectados noutras estrelas, e agora, graças ao SOHO, finalmente encontrámos uma prova convincente da sua existência na nossa própria estrela”, acrescenta Eric. “É realmente especial observar o núcleo do nosso próprio Sol, de modo a obter uma primeira medida indirecta da sua velocidade de rotação. Mas, mesmo que essa longa busca, que durou décadas, tenha terminado, abre-se agora uma nova janela de física solar.”

A rotação rápida tem várias implicações, por exemplo: há alguma evidência para uma zona de cisalhamento entre as camadas de rotação diferente? O que nos dizem os períodos das ondas-g sobre a composição química do núcleo? Qual a implicação sobre a evolução estelar e os processos termonucleares no núcleo?

Embora o resultado suscite várias novas questões, fazer uma detecção inequívoca de ondas de gravidade no núcleo solar foi o objetivo principal do GOLF. É certamente o maior resultado do SOHO, na última década, e uma das melhores descobertas de todos os tempos do SOHO”, diz Bernhard Fleck, cientista do projecto SOHO da ESA.

A próxima missão solar da ESA,  Solar Orbiter, irá também “procurar” no interior solar, mas o foco principal é fornecer informações detalhadas sobre as regiões polares do Sol e a actividade solar. Enquanto isso, a futura missão de busca de planetas da ESA, a PLATO, investigará a actividade sísmica nas estrelas nos sistemas exoplanetários que descubra, aumentando o nosso conhecimento dos processos relevantes nas estrelas semelhantes ao Sol.

Notícia e imagens: ESA

Texto corrigido para Língua Portuguesa pré-AO90

Tags:  , ,

Deixe um comentário