O mistério da chuva no Sol pode finalmente ser explicado.

A chuva cai no Sol - esse colossal orbe termonuclear que brilha com “fogos” de fusão a vários milhões de graus.

E sim, trata-se mesmo de chuva: não de água, mas de plasma sobreaquecido. A pista para o seu “segredo”, segundo novos resultados, pode estar em fluxos que mudam rapidamente na presença de elementos como ferro, silício e magnésio.

Afinal, chove mesmo no Sol?

A resposta é simultaneamente sim e não. Há paralelos claros com a chuva na Terra: a chuva coronal é composta por aglomerados frios e densos que caem da coroa - a camada mais exterior da atmosfera solar - de volta em direcção à superfície.

Mas, ao contrário da chuva terrestre, a chuva no Sol é plasma, ou seja, um gás a milhões de graus electricamente carregado. E é aqui que surge um detalhe crucial: por estar carregado, o plasma desenha (quase como tinta invisível) a outra face do Sol que normalmente não vemos directamente - o seu magnetismo. À medida que desce, o plasma segue os campos magnéticos e os seus laços coronais, formando arcos gigantescos e escoamentos alongados.

Alguns desses arcos podem atingir alturas equivalentes a cinco Terras empilhadas umas sobre as outras - e a NASA ainda não esclareceu quantas tartarugas isso dá.

Chuva coronal, laços coronais e campos magnéticos: o que a ciência ainda não conseguia explicar

Apesar de ser observada com frequência, a chuva coronal continua a ser um fenómeno difícil de antecipar. Não se sabe ao certo como se forma. Muitas vezes, é registada após erupções solares violentas (flares), e estas “quedas” têm sido associadas a uma injecção impulsiva de calor que dá origem aos laços coronais.

Ainda assim, mesmo com estudo intensivo, a chuva coronal mantém-se misteriosa - e, acima de tudo, difícil de modelar e prever.

A descoberta do IfA (Universidade do Havai): elementos variáveis podem iniciar a chuva em 35 minutos

Num cruzamento curioso entre poesia e ciência, estes resultados chegam através de investigadores do Institute for Astronomy (IfA) da Universidade do Havai, um arquipélago solarengo moldado por vulcões e conhecido por padrões de precipitação muito próprios.

A novidade é a seguinte: a formação da chuva coronal pode depender de fluxos de material gerados por uma distribuição desigual de elementos na coroa solar. Isto contraria a suposição embutida em simulações anteriores da atmosfera solar, onde se tratava a abundância desses elementos como algo relativamente fixo.

“Neste momento, os modelos assumem que a distribuição de vários elementos na coroa é constante no espaço e no tempo, o que claramente não é o caso”, afirma Luke Benavitz, estudante de pós-graduação em Astronomia no IfA e coautor do estudo.

Nas simulações da equipa - que, ao contrário das anteriores, permitiam variações na distribuição de elementos na coroa - Benavitz e colegas observaram que a chuva coronal começava a condensar ao fim de apenas 35 minutos. Já os modelos mais antigos precisavam de horas ou mesmo dias de aquecimento para justificar o aparecimento de chuva coronal.

“É entusiasmante ver que, quando deixamos elementos como o ferro variar com o tempo, os modelos finalmente batem certo com aquilo que observamos no Sol. Faz a física ganhar vida de uma forma que parece real”, diz Benavitz.

Porque é que ferro, silício e magnésio podem mudar tudo?

Os investigadores admitem que devem existir outros mecanismos em jogo. Ainda assim, consideram provável que estas mudanças nas abundâncias elementares afectem a perda radiativa de energia: quando há picos de radiação, a temperatura pode descer abruptamente no topo dos laços coronais em comparação com outras zonas da “aura” solar.

Essa queda de temperatura ajuda a puxar mais material para dentro do laço, alimentando um processo de arrefecimento em cadeia (um efeito de fuga) que acaba por produzir chuva coronal.

No artigo, a equipa resume a ideia de forma directa: variações nas abundâncias elementares “são críticas para compreender o arrefecimento do plasma na atmosfera do Sol e, como mostramos, podem causar directamente chuva coronal.”

O que isto muda no aquecimento coronal?

Para Jeffrey Reep, astrónomo do IfA e também coautor, a relevância vai além da própria chuva:

“Esta descoberta é importante porque nos ajuda a perceber como o Sol realmente funciona”, afirma.

Além de clarificar os detalhes de um fenómeno frequentemente observado mas ainda enigmático, o estudo sugere que, por extensão, pode haver mais nuances no aquecimento coronal do que se pensava até agora.

“Talvez tenhamos de voltar à estaca zero no aquecimento coronal, por isso há muito trabalho novo e entusiasmante para fazer”, conclui Reep.

Porque esta informação é útil para além da teoria

Compreender melhor a chuva coronal e o comportamento do plasma na coroa ajuda a refinar a leitura da actividade solar em geral - incluindo processos que influenciam o chamado tempo espacial. Uma descrição mais fiel de como a energia se perde por radiação e como o material se move ao longo dos campos magnéticos pode, no futuro, melhorar a forma como interpretamos sinais precursores de actividade intensa.

Além disso, modelos mais realistas da atmosfera solar - com abundâncias elementares variáveis - podem tornar mais robusta a ponte entre simulações e observações, reduzindo discrepâncias que até aqui obrigavam a assumir aquecimentos prolongados (de horas ou dias) para reproduzir a chuva coronal.

Esta investigação foi publicada em The Astrophysical Journal.