Por experiência própria, sabemos que o Sol emite copiosas quantidades de radiação em várias faixas do espectro. Podemos ver a radiação do espectro do visível com os nossos próprios olhos, mas também o dia-a-dia nos permite constatar, de forma indirecta, a emissão de radiação nos espectros do ultravioleta e dos infravermelhos.

E no caso de outras frequências, mais difíceis de detectar do nosso ponto de observação terrestre, o que sucede? Pelo menos quanto à radiação gama – um tipo de radiação de alta frequência, de baixo comprimento de onda e altamente energética, da qual estamos protegidos pela nossa atmosfera –, existem novidades reveladas pelo trabalho de Bruno Arsioli e Elena Orlando, investigadores vinculados respectivamente ao Instituto de Astrofísica e Ciências do EspaçoFaculdade de Ciências da Universidade de Lisboa e à Universidade de Trieste/ Istituto Nazionale di Fisica Nucleare / Universidade de Stanford.

Depois de se terem debruçado sobre 14 anos de emissões – correspondentes a um ciclo solar completo, ou seja, ao espaço de tempo entre dois mínimos solares consecutivos –, os dois cientistas apresentam-nos agora os detalhes da sua descoberta num artigo publicado hoje na revista científica The Astrophysical Journal.   

Na análise dos dados relativos ao período entre 2002 e 2018, obtidos via telescópio Fermi-LAT no espectro dos raios gama, o foco recaiu sobre os raios gama gerados pela interacção da superfície solar com partículas vindas dos confins do espaço – os chamados “raios cósmicos”, que se manifestam como “chuveiros” de raios gama, na expressão usada por Arsioli no comunicado de imprensa do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço.  

DESCOBERTAS E DESAFIOS

Em vez da esperada igual probabilidade de emissão de raios gama em toda a superfície solar, Bruno Arsioli e Elena Orlando notaram que as emissões ocorreram maioritariamente em latitudes elevadas, com especial incidência nos pólos, sendo mais evidentes nos períodos de máximos solares. Como é o caso de 2014, alegadamente devido a interacções ainda desconhecidas entre estas partículas e o campo magnético solar. Arsioli lembra que foi detectada uma diferença de energia entre os pólos: “No pólo Sul há um excesso de emissões de maior energia, de fotões com 20 a 150 gigaeletrões-volt, enquanto que a maior parte dos fotões menos energéticos vêm do pólo Norte.”

Associado ao máximo de actividade solar está ainda uma inversão dos pólos magnéticos solares, também registada em 2014. No mesmo comunicado, Elena Orlando revela, a propósito, que “encontrámos resultados que desafiam a nossa compreensão actual do Sol e do seu ambiente”. Este estudo demonstra, assim, uma forte correlação da assimetria na emissão solar de raios gama em coincidência com a troca do campo magnético solar, sugerindo uma possível ligação entre a astronomia solar, a física de partículas e a física de plasma.

Porém, há ainda muitas dúvidas no ar: “O estudo das emissões de raios gama do Sol representa uma nova janela para investigar e compreender os processos físicos que ocorrem na atmosfera da nossa estrela”, recorda Bruno Arsioli. Mas quais são os processos que criam estes excessos nos pólos? “Talvez existam mecanismos adicionais que geram raios gama e que vão para além da interacção dos raios cósmicos com a superfície do Sol.”

Uma coisa é certa: estes dados serão úteis para melhorar os modelos físicos que procuram prever a actividade solar e que servem de base às previsões de meteorologia espacial – por outras palavras, o estudo e previsão do conjunto de fenómenos que perturbam o ambiente onde se movem os satélites e missões espaciais e que podem afectar também a superfície da Terra, tendo implicações nas nossas telecomunicações, por exemplo.

O QUE SE SEGUE?

Aproxima-se outra inversão dos pólos magnéticos solares, já em 2025. Bruno Arsioli afirma que “em 2024 e no próximo ano vamos registar um novo máximo solar, e que já começou outra inversão dos pólos magnéticos do Sol”. O cientista espera reavaliar, no final de 2025, “se a inversão dos campos magnéticos é seguida de um excedente nas emissões de raios gama dos pólos”. Elena Orlando acrescenta que a dupla “encontrou a chave para desvendar este mistério”, apontando direcções futuras. “É fundamental que o telescópio Fermi funcione e observe o Sol nos próximos anos”.

De facto, este estudo reforça a necessidade de monitorizar a actividade solar. Arsioli sublinha, por fim, que “se for estabelecido que as emissões de alta energia contêm realmente informação sobre a actividade solar, então a próxima missão deverá ser planeada para fornecer dados em tempo real das emissões de raios gama do Sol”. 

As conclusões reveladas hoje reforçam a necessidade de ter mais em conta a actividade magnética solar nos modelos, demonstrando também que os raios cósmicos poderão ser usados como uma espécie de sonda da atmosfera interior do Sol.