Os pesquisadores foram capazes de reproduzir, em laboratório, a formação de explosões solares através da criação de loops de plasma com dimensões semelhantes às de uma banana. Os resultados obtidos indicam que os mini flares constituem um excelente modelo para estudos das ocorrências reais.
As explosões solares correspondem a ejeções de plasma superaquecido em enormes plumas, originárias do sol. Devido ao seu tamanho massivo, elas seriam capazes de envolver a Terra diversas vezes. Entretanto, pela primeira vez, os pesquisadores conseguiram gerar mini explosões solares em laboratório, cujas dimensões são pequenas o suficiente para caber em uma lancheira.
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A origem das erupções solares ocorre a partir de grandes loops de plasma, ou seja, de gás ionizado, presentes na superfície do sol. Esses loops, também denominados loops corona, são formados a partir de linhas de campo magnético invisíveis que se torcem em virtude da intensa gravidade solar. Em algumas ocasiões, contudo, essas linhas retornam à sua forma original, como se fossem um elástico, impulsionando o plasma para longe do sol.
As erupções solares também podem ocasionar a liberação de ejeções de massa coronal (EMCs) – nuvens de plasma magnetizado em movimento rápido, partículas de alta energia e radiação eletromagnética – que, se alcançarem a Terra, podem provocar perturbações nas tempestades geomagnéticas. Apesar da observação de centenas de erupções solares, ainda não se sabe como ocorre a transição dos loops corona para os projéteis completos, deixando os pesquisadores sem respostas sobre esse fenômeno.
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Em um recente estudo publicado na revista Nature Astronomy em 6 de abril, uma equipe de pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), situado em Pasadena, desenvolveu loops artificiais de corona em laboratório, com o objetivo de elucidar esse mistério.
A equipe utilizou uma câmara magnetizada preenchida com gás, na qual descarregaram eletricidade de um par de eletrodos. A eletricidade ionizou o gás, gerando uma cadeia de plasma que conectava os dois eletrodos, que por sua vez, foi momentaneamente mantida no lugar como um loop pelo campo magnético da câmara. Logo em seguida, o loop entrou em colapso, produzindo um mini flare que foi projetado para fora da câmara.
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Os loops criados possuíam aproximadamente 20 centímetros de comprimento, o que é quase o tamanho de uma banana, e tiveram uma duração de cerca de 10 microssegundos. Nesse curto período de tempo, o experimento consumiu a mesma quantidade de energia que a cidade de Pasadena. Para acompanhar a formação e separação dos loops, os pesquisadores utilizaram câmeras especializadas capazes de capturar 10 milhões de quadros por segundo.
A pesquisa confirmou que os loops artificiais assemelhavam-se a cordas, conforme proposto anteriormente por outros pesquisadores.
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“Conforme o autor principal do estudo, Yang Zhang, um estudante de pós-graduação da Caltech, afirmou em um comunicado, ao dissecar uma corda, é possível observar que ela é composta por tranças de fios individuais. Ao separar esses fios individuais, é possível observar que eles são compostos por tranças de fios ainda menores, e assim por diante. Segundo ele, os loops de plasma parecem funcionar de maneira semelhante.”
Nesta pesquisa, descobriu-se que a estrutura de loop, semelhante a uma corda, pode ter um papel fundamental no desencadeamento de explosões solares. No ambiente controlado do laboratório, os loops artificiais permaneceram estáveis até serem sobrecarregados com energia, momento em que uma torção em forma de saca-rolhas apareceu nos loops e eles se separaram. A análise de vídeo mostrou que a torção inicialmente causou o rompimento de um fio de plasma, o que colocou pressão adicional nos fios adjacentes, levando à ruptura destes também.
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Os pesquisadores afirmaram que torções semelhantes são observadas em imagens de loops corona reais antes de se transformarem em explosões solares.
Durante o momento em que os loops se separaram, os pesquisadores também observaram um pico de tensão. Eles supõem que um aumento semelhante em explosões solares reais poderia prover a energia necessária para liberar partículas de alta energia e radiação em uma Ejeção de Massa Coronal (CME).
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Os esforços para replicar o sol em um ambiente de laboratório não são novos. Em janeiro, cientistas da Universidade da Califórnia, Los Angeles (UCLA) apresentaram um “mini sol” artificial capaz de gerar ondas sonoras para simular os efeitos da gravidade. Essa esfera de vidro preenchida com plasma, que mede apenas 3 cm de diâmetro, também pode ser utilizada para investigar como os campos magnéticos solares influenciam as erupções solares.
