A Sonda Solar Parker da NASA revelou uma ordem oculta na turbulência espacial, uma descoberta que pode ajudar os cientistas a entenderem as tempestades magnéticas na Terra.
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| Ilustração artística da missão "Parker Solar Probe" da NASA. Créditos da Imagem: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben. |
O plasma espacial também é tão diluído que suas partículas raramente colidem, tornando-o efetivamente livre de colisões. Os físicos ainda estão trabalhando para entender como a turbulência se desenvolve sob essas condições e como sua energia é distribuída. Medições da Sonda Solar Parker da NASA revelaram agora um padrão organizado dentro dessa atividade irregular.
Campos magnéticos invertem a rotação em escalas menores
Em grandes escalas, o plasma se comporta como um fluido, e a turbulência se desenvolve através de movimentos rodopiantes chamados vórtices e através de ondas eletromagnéticas. As flutuações se tornam aleatórias. Em escalas menores, a dinâmica das partículas individuais se torna importante. Essas são maneiras diferentes pelas quais o mesmo material se comporta, dependendo do tamanho dos distúrbios examinados.
Usando dados de partículas e campos magnéticos de alta precisão da Sonda Solar Parker, uma equipe internacional de pesquisa demonstrou diretamente, pela primeira vez, que os campos magnéticos turbulentos invertem sua direção preferencial de rotação ao longo dessa transição. Imagine a direção do campo magnético como uma seta que pode girar à medida que o campo flutua. Vistos radialmente para longe do Sol, os campos giram preferencialmente no sentido anti-horário em escalas maiores. Em escalas menores, eles giram no sentido horário.
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| Reversão da rotação do campo da rotação da esquerda (azul) para a rotação da direita (vermelho), plotada no espectro de frequência (eixo y) em função da distância do eixo x do Sol). Análise baseada nos dados da Sonda Solar Parker. Uma frequência baixa corresponde a um comprimento de onda longo no espectro. Créditos: Iizawa et al., Astrophys. J. Lett., 2026. |
A inversão ocorre no comprimento de onda, ou escala espacial, onde o comportamento semelhante ao de um fluido dá lugar à dinâmica semelhante à de partículas. Mais longe do Sol, a inversão se torna mais pronunciada e muda para comprimentos de onda mais longos, correspondendo a escalas espaciais maiores.
“Vemos uma estrutura clara no espectro, embora a turbulência represente movimentos não estruturados”, diz o Dr. Masatomi Iizawa, da Universidade Técnica de Braunschweig (TU Braunschweig), principal autor do artigo.
O estudo reuniu pesquisadores do Instituto de Física Teórica da TU Braunschweig e da Universidade de Tóquio, em cooperação com a Universidade de Tohoku, Universidade de Kyushu, Universidade de Osaka e outros institutos de pesquisa. A colaboração abrangeu dez países e os resultados foram publicados no The Astrophysical Journal Letters.
A turbulência molda o clima espacial
O Dr. Yokoi, da Universidade de Tóquio, afirma: “Os resultados são de grande importância tanto para a física de plasmas quanto para a astrofísica.”
A turbulência do plasma desempenha um papel importante no vento solar, nas erupções solares e no espaço interplanetário, bem como na magnetosfera da Terra, a região dominada pelo campo magnético do nosso planeta. Ela também é importante em discos de acreção, onde o material orbita e se move para dentro em direção a um objeto central. No espaço interplanetário, a turbulência pode influenciar as ondas de choque e as nuvens magnéticas produzidas por erupções solares, tornando-se um fator importante na previsão de tempestades geomagnéticas.
Fontes e Créditos:
NASA’s Parker Solar Probe Discovers Something Unexpected Hidden in the Chaos of Space
