O conjunto de telescópios espectroscópicos nucleares da NASA revela shows de luz ocultos no sol

Alguns dos pontos mais quentes da atmosfera do Sol aparecem na imagem de raios-X do telescópio NuSTAR.

Mesmo num dia ensolarado, os olhos humanos não conseguem ver toda a luz que a nossa estrela mais próxima emite. Uma nova imagem mostra parte desta luz oculta, incluindo os raios X de alta energia emitidos pelo material mais quente da atmosfera do Sol, conforme observado pelo NASAMatriz de Telescópios Espectroscópicos Nucleares (NuSTAR). Embora o observatório normalmente estude objetos fora do nosso sistema solar – como buracos negros massivos e estrelas em colapso – também forneceu aos astrónomos informações sobre o nosso Sol.

Na imagem composta acima, NuSTAR os dados são representados em azul e são sobrepostos com observações do Telescópio de raios X (XRT) na missão Hinode da Agência de Exploração Aeroespacial Japonesa, representada em verde, e do Atmospheric Imaging Assembly (AIA) no Solar Dynamics Observatory (SDO) da NASA, representado como vermelho. O campo de visão relativamente pequeno do NuSTAR significa que ele não pode ver todo o Sol a partir de sua posição na órbita da Terra, então a visão do Sol do observatório é na verdade um mosaico de 25 imagens, tiradas em junho de 2022.

A luz de raios X de alta energia detectada pelo observatório NuSTAR da NASA é vista isolada aqui. Uma grade foi adicionada para indicar a superfície do Sol. Crédito: NASA/JPL-Caltech/JAXA

Os raios X de alta energia observados pelo NuSTAR aparecem apenas em alguns locais da atmosfera do Sol. Por contraste, HinodeO XRT da NASA detecta raios X de baixa energia e o AIA da SDO detecta luz ultravioleta – comprimentos de onda que são emitidos por toda a face do Sol.

A visão do NuSTAR pode ajudar os cientistas a resolver um dos maiores mistérios sobre a nossa estrela mais próxima: porque é que a atmosfera exterior do Sol, chamada coroa, atinge mais de um milhão de graus – pelo menos 100 vezes mais quente que a sua superfície. Isto tem intrigado os cientistas porque o calor do Sol origina-se no seu núcleo e viaja para fora. É como se o ar ao redor de uma fogueira fosse 100 vezes mais quente que as chamas.

A fonte do calor da coroa pode ser pequenas erupções na atmosfera do Sol, chamadas nanoflares. Flares são grandes explosões de calor, luz e partículas visíveis para uma ampla gama de observatórios solares. Nanoflares são eventos muito menores, mas ambos os tipos produzem material ainda mais quente que a temperatura média da coroa. As erupções regulares não acontecem com frequência suficiente para manter a coroa nas altas temperaturas que os cientistas observam, mas as nanoerrupções podem ocorrer com muito mais frequência – talvez com frequência suficiente para aquecerem coletivamente a coroa.

O Sol parece diferente dependendo de quem está olhando. A partir da esquerda, o NuSTAR da NASA vê raios X de alta energia; a missão Hinode da Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial detecta raios X de energia mais baixa; e o Solar Dynamics Observatory da NASA vê luz ultravioleta. Crédito: NASA/JPL-Caltech/JAXA

Embora as nanoflares individuais sejam muito fracas para serem observadas em meio à luz resplandecente do Sol, o NuSTAR pode detectar a luz do material de alta temperatura que se acredita ser produzido quando um grande número de nanoflares ocorre próximos uns dos outros. Essa capacidade permite aos físicos investigar com que frequência ocorrem as nanoflares e como elas liberam energia.

As observações utilizadas nestas imagens coincidiram com a 12ª aproximação ao Sol, ou periélio, pela Parker Solar Probe da NASA, que está a voar mais perto da nossa estrela do que qualquer outra nave espacial na história. Fazer observações com o NuSTAR durante uma das passagens do periélio de Parker permite aos cientistas vincular a atividade observada remotamente na atmosfera do Sol com as amostras diretas do ambiente solar coletadas pela sonda.

Mais sobre a missão NuSTAR

Em 13 de junho de 2012, a missão Small Explorer liderada pelo Caltech, NuSTAR, foi lançada. É gerenciado pelo JPL em nome da Diretoria de Missões Científicas da NASA em Washington. O projeto foi desenvolvido em colaboração com a Universidade Técnica Dinamarquesa (DTU) e a Agência Espacial Italiana (ASI), com a óptica do telescópio construída pela Universidade de Columbia, o Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, e DTU, enquanto a espaçonave era montada pela Orbital Sciences Corp. em Dulles, Virgínia. As operações da missão são supervisionadas pela Universidade da Califórnia, Berkeley, enquanto o Centro de Pesquisa de Arquivos Científicos de Astrofísica de Alta Energia da NASA serve como arquivo oficial de dados. ASI fornece a estação terrestre e o arquivo de dados espelhados, com JPL sendo gerenciado pela Caltech para a NASA.