As primeiras imagens da superfície do Sol obtidas com o recém-inaugurado Telescópio Solar Daniel K. Inouye mostram células de convecção aproximadamente do tamanho do estado de Minas Gerais e os menores detalhes são chegam a trinta quilômetros de extensão.
As primeiras imagens do Telescópio Solar Daniel K. Inouye (DKIST, sigla em inglês para Daniel K. Inouye Solar Telescope), de 4,24 metros de diâmetro, instalado no topo do Monte Haleakala, no Havaí, oferecem uma visão fascinante da superfície agitada de nossa estrela.
O DKIST é o mais poderoso telescópio solar do mundo e foi capaz de registrar detalhes tão pequenos quanto trinta quilômetros na agitada superfície solar, onde estão as estruturas semelhantes a células mostradas na imagem e no vídeo abaixo, as quais chegam a ter o tamanho do estado da Minas Gerais.
O tamanho dos detalhes observados pela equipe de astrônomos do DKIST impressiona e mostra o poder dos instrumentos do telescópio, isso dadas as dimensões do nosso astro rei: 149 milhões de quilômetros da Terra e 1,4 milhão de quilômetros de diâmetro. As primeiras imagens em luz visível do poderoso novo telescópio solar são as mais detalhadas já capturadas por um telescópio baseado em terra firme, sugerindo descobertas futuras (veja o vídeo abaixo).
A imagem mostrada acima, gravada em 10 de dezembro do ano passado, mas divulgada em 29 de janeiro, foi obtida já na inauguração dos trabalhos com o DKIST. Nela vemos um conjunto de estruturas semelhantes a células ou a blocos que se formam quando o solo úmido resseca ao calor do Sol.
Em um processo físico conhecido como convecção, o plasma superquente sobe à superfície do Sol nos centros brilhantes das células, diminui de temperatura e depois submerge de volta através das pistas escuras. Nessas células, os astrônomos podem discernir pequenos marcadores brilhantes de campos magnéticos, as quais em canalizar energia para a coroa superaquecida do Sol.
Vídeo
O vídeo mostrado abaixo cobre uma área de aproximadamente 19.000 km por 11.000 km da superfície solar e nele é possível ver como são os movimentos convectivos de transferência do calor. Cada uma das células em movimento no vídeo é o plasma subindo para a superfície, resfriando e voltando para baixo.
“É literalmente o maior salto na capacidade da humanidade de estudar o Sol desde o tempo de Galileu. É muito importante”, disse o astrônomo Jeff Kuhn da Universidade do Havaí, atualmente lotado no Instituto de Astronomia de Mānoa (IfA).
Para se ter uma noção do feito dos astronônomos do Telescópio Solar Daniel K. Inouye, as observações com os equipamentos instalados até o momento resultaram nos detalhes de maior resolução da superfície do Sol já obtidos.
No vídeo, divulgado pelo National Solar Observatory (NSO) em sua conta no Youtube, “registrado em um comprimento de onda de 705 nm por um período de 10 minutos, podemos ver recursos tão pequenos quanto trinta quilômetros de tamanho pela primeira vez” escreveram os pesquisadores.
“O filme mostra o gás turbulento e fervente que cobre todo o sol. As estruturas semelhantes a células são a assinatura de movimentos violentos que transportam o calor do interior do Sol para a superfície. O material solar quente (plasma) sobe nos centros brilhantes das células, esfria e depois afunda abaixo da superfície em pistas escuras, em um processo conhecido como convecção. Nestas faixas escuras também podemos ver os minúsculos e brilhantes marcadores dos campos magnéticos. Nunca antes visto com essa clareza, acredita-se que essas manchas brilhantes canalizem energia para a camada externas da atmosfera solar chamada corona. Esses pontos brilhantes podem estar no centro do motivo pelo qual a coroa solar tem temperatura superior a um milhão de graus”, explicou o NSO. “Este filme cobre uma área de 19.000 x 10.700 km (11.800 x 6.700 milhas ou 27 x 15 arco-segundos)”.
Clima espacial
O novo Telescópio Solar Inouye, construído pelo Observatório Solar Nacional (NSO) dos Estados Unidos, está instalado no topo do Haleakala, um vulcão de três mil metros de altura na ilha havaiana de Maui, e não está totalmente pronto. O local de instalação é estratégico do ponto de vista astronômico, já que a interferência da atmosfera terrestre é significativamente menor em altitudes elevadas.
O interesse particular dos cientistas nesse tipo de pesquisa são os distorcidos campos magnéticos emaranhados no plasma, que podem resultar em fortes tempestades solares capazes de derrubar redes elétricas de transmissão aqui na Terra ou interferir no funcionamento de satélites em órbita.
Tempestades solares menos poderosas podem também afetar os sistemas de comunicação e navegação e gerar as deslumbrantes auroras, mas a capacidade dos cientistas de prever estudar o clima espacial ainda é extremamente limitada. E é nessa habilidade que eles esperam que o Telescópio Solar Daniel K. Inouye ajude a melhorar.
“Na Terra, podemos prever se choverá com muita precisão em qualquer lugar do mundo com muita precisão, e o clima espacial ainda não existe”, disse Matt Mountain, da Associação de Universidades de Pesquisa em Astronomia, que gerencia o Telescópio Inouye. “Nossas previsões [do clima espacial] estão cinquenta anos atrasadas para o clima terrestre, se não mais. O que precisamos é compreender a física subjacente ao clima espacial, e isso começa no Sol, que é o que o Telescópio Solar Inouye estudará nas próximas décadas”.
Novos instrumentos e superarrefecimento
Dois poderosos instrumentos ainda serão instalados ao Telescópio Inouye nos próximos meses. Um deles é chamado de Espectropolarímetro Criogênico de Infravermelho Próximo (Cryo-NIRSP, sigla em inglês para Cryogenic Near-Infrared Spectropolarimeter) e tem duas toneladas. Esse instrumento será usado para medir o campo magnético do Sol além do disco visível da estrela. Um outro é o Espectropolarímetro de Infravermelho Próximo Limitado por Difração (Diffraction-Limited Near-IR Spectropolarimeter – DL-NIRSP) se concentrará em como o campo magnético muda com detalhes extremos.
“Esses instrumentos usam tecnologia infravermelha sensível e óptica complexa que revela manchas solares e pequenos recursos magnéticos, e como o magnetismo deles chega ao espaço”, explicou Kuhn. “Com essas novas ferramentas, esperamos aprender como o Sol interage com a Terra”.
Enquanto continuam instalando os novos equipamentos, os testes como sistema de resfriamento do novo telescópio solar prosseguem. Os engenheiros contam com um sistema de refrigeração especializado e mais de onze quilômetros de tubulação para impedir que o equipamento superaqueça – afinal, trata-se de um telescópio apontado diretamente para o Sol.
“O foco do espelho do telescópio é quente o suficiente para derreter metal em pouco tempo”, disse Thomas Rimmele, diretor do Telescópio Inouye. “Para lidar com essa questão de calor, construímos o equivalente a uma piscina cheia de gelo todas as noites para fornecer, durante o dia, resfriamento para a ótica e a estrutura”.
Pesquisas
O potente telescópio solar terrestre DKIST não está sozinho em sua missão de observar nossa estrela. Ele funcionará com a sonda Parker Solar Probe, da NASA, que está orbitando o Sol para investigar alguns fenômenos, como a evolução dos ventos solares.
O Telescópio Solar Inouye poderá trabalhar em conjunto também com a sonda Solar Orbiter (SolO), que vai ser lançada na próxima semana a partir de Cabo Canaveral, na Flórida. Construída a partir de uma parceria entre a Agência Espacial Europeia – ESA e a agência espacial dos Estados Unidos – NASA, a SolO vai capturar as imagens mais de perto do Sol de todos os tempos, a apenas 42 milhões de quilômetros da superfície do astro. Essa distância é mais próxima do Sol do que a distância média da órbita do planeta Mercúrio.
