Embora tenha mais de 40 anos de idade, o Dunn Solar Telescope em Sunspot, no Novo México, não estará procurando uma aposentadoria antecipada. O FIRS fornece cobertura espectral simultânea em comprimentos de onda visíveis e infravermelhos através do uso de um espectrógrafo de braço duplo exclusivo. Ao utilizar a óptica adaptativa para superar as condições atmosféricas de "visão", a equipe assumiu sete regiões ativas no Sol - uma em 2001 e seis entre dezembro de 2010 e dezembro de 2011 - quando o Ciclo das Manchas Solares 23 desapareceu. A amostra completa de manchas solares possui 56 observações de 23 regiões ativas diferentes ... e mostrou que o hidrogênio pode atuar como um tipo de dispositivo de dissipação de energia que ajuda o Sol a obter uma aderência magnética em seus pontos.
"Acreditamos que o hidrogênio molecular desempenha um papel importante na formação e evolução de manchas solares", disse Sarah Jaeggli, recém-formada em Manoa pela Universidade do Havaí, cuja pesquisa de doutorado constituiu um elemento-chave das novas descobertas. Ela conduziu a pesquisa com os drs. Haosheng Lin, também da Universidade do Havaí em Manoa, e Han Uitenbroek do Observatório Nacional Solar em Sunspot, NM. Jaeggli agora é pesquisador de pós-doutorado no grupo solar da Montana State University. O trabalho deles foi publicado na edição de 1 de fevereiro de 2012 da The Astrophysical Journal.
Você não precisa ser um físico solar para conhecer o ciclo de 11 anos do Sol ou para entender como as manchas solares são áreas mais frias de intenso magnetismo. Acredite ou não, mesmo os profissionais não têm muita certeza de como todos os mecanismos funcionam ... especialmente aqueles que causam manchas solares formando áreas que retardam os movimentos convectivos normais. Das coisas que aprendemos, a temperatura interna do ponto tem uma correlação com a força do campo magnético - com um aumento acentuado à medida que a temperatura esfria. "Este resultado é intrigante", escreveram Jaeggli e seus colegas. Isso implica algum mecanismo não descoberto dentro do local.
Uma teoria é que os átomos de hidrogênio combinados em moléculas de hidrogênio podem ser responsáveis. Quanto ao nosso Sol, a maioria do hidrogênio é átomos ionizados porque a temperatura média da superfície é avaliada em 5780K (9944 ° F). No entanto, como o Sol é considerado uma "estrela fria", os pesquisadores encontraram indicações de moléculas de elementos pesados no espectro solar - incluindo um surpreendente vapor de água. Esse tipo de descoberta pode provar que as regiões umbrais podem permitir a combinação de moléculas de hidrogênio nas camadas superficiais - uma previsão de 5% feita pelo falecido professor Per E. Maltby e colegas da Universidade de Oslo. Esse tipo de mudança pode causar mudanças dinâmicas drásticas no que diz respeito à pressão do gás.
"A formação de uma grande fração de moléculas pode ter efeitos importantes nas propriedades termodinâmicas da atmosfera solar e na física das manchas solares", escreveu Jaeggli.
Com as medições diretas além das nossas capacidades atuais, a equipe mediu um proxy - o radical hidroxila composto por um átomo de hidrogênio e oxigênio (OH). De acordo com o Observatório Nacional Solar, “OH se dissocia (quebra átomos) a uma temperatura ligeiramente mais baixa que H2, o que significa que H2 também pode se formar em regiões onde OH está presente. Por coincidência, uma de suas linhas espectrais de infravermelho é 1565,2 nm, quase o mesmo que a linha de ferro de 1565 nm, usada para medir o magnetismo em um ponto e uma das linhas que a FIRS foi projetada para observar. ”
Ao combinar dados antigos e novos, a equipe mediu os campos magnéticos entre as manchas solares e a intensidade do OH dentro dos pontos, avaliando as concentrações de H2. "Encontramos evidências de que quantidades significativas de moléculas de hidrogênio se formam em manchas solares capazes de manter os campos magnéticos mais fortes que 2.500 Gauss", comentou Jaeggli. Ela também disse que sua presença leva a uma intensificação temporária do campo magnético.
Quanto à anatomia de uma mancha solar, o fluxo magnético ferve do interior do Sol e diminui a convecção da superfície - o que, por sua vez, impede o gás mais frio que irradia seu calor para o espaço. A partir daí, o hidrogênio molecular é criado, reduzindo o volume. Por ser mais transparente que seu equivalente atômico, sua energia também é irradiada para o espaço, permitindo que o gás esfrie ainda mais. Nesse ponto, o gás quente preparado pelo fluxo comprime a região mais fria e intensifica o campo magnético. “Eventualmente, ele se estabiliza, em parte pela energia que irradia do gás circundante. Caso contrário, o local cresceria sem limites. À medida que o campo magnético enfraquece, as moléculas de H2 e OH se aquecem e se dissociam de volta aos átomos, comprimindo as regiões frias restantes e impedindo o colapso do local. ”
Por enquanto, a equipe admite que é necessária uma modelagem computacional adicional para validar suas observações e que a maioria das regiões ativas até agora tem sido leve. Eles esperam que o Ciclo Solar das Manchas Solares 24 lhes dê mais combustível para serem "legais" ...
Fonte da história original: Comunicado de imprensa do Observatório Nacional Solar.
