Freio no giro do sol pode ser explicado por uma teoria de Einstein
Embora o sol seja nossa estrela mais próxima, ele ainda esconde muitos segredos. Mas parece que um enigma solar pode ter sido resolvido e uma teoria originalmente proposta em 1905 por Albert Einstein pode estar na raiz de tudo.
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Vinte anos atrás, os astrônomos solares perceberam que a camada superior do astro gira mais lentamente que o resto dele. Isso é estranho. É bem conhecido que o sol gira mais rápido no seu equador do que em seus pólos – um fenômeno conhecido como “rotação diferencial”, que impulsiona o ciclo solar de 11 anos da estrela – mas o fato dele ter uma camada superior lenta tem sido difícil de entender. É como se houvesse algum tipo de força tentando mantê-la no lugar, enquanto as camadas inferiores giram agitadas abaixo dela.
Agora, pesquisadores da Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), no Paraná, do Instituto de Astronomia da Universidade do Hawaii (IfA) e da Universidade de Stanford, nos EUA, podem ter tropeçado em uma resposta, que pode vir da física fundamental. Parece que a luz que o nosso sol gera tem um efeito de travagem nas suas camadas de superfície.
Freio Luminoso
“O sol não vai parar de girar em breve, mas descobrimos que a mesma radiação solar que aquece a Terra está “travando” o sol por causa da Relatividade Especial de Einstein, fazendo com que ele gradualmente diminua a velocidade, começando em sua superfície”, explica Jeff Kuhn, da IfA Maui.
A relatividade especial prediz que os fótons, que carregam a força eletromagnética (isto é, luz), carregam também uma quantidade minúscula de momentum. Se você tem fótons suficientes viajando longe de um objeto, eles vão levar para longe uma grande quantidade de impulso. No caso da vida de 5 bilhões de anos do sol, a superfície perdeu muito impulso para os fótons, causando uma desaceleração da parte 5% mais alta do sol. Este mecanismo, chamado de efeito Poynting-Robertson, tem sido observado na poeira interplanetária, que sente o arrasto da radiação do sol, fazendo com que ela caia do cinturão de asteróides para dentro do sistema solar.
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O que afeta a poeira afeta inevitavelmente a sopa de gás superaquecido nas camadas superiores do sol e, ao longo de sua vida, o arrasto causado pelos fótons emitidos pelo sol criou um efeito mensurável e até agora misterioso.
“Este freio é o resultado da ação da troca de momento angular dos fótons do Sol na camada exterior ao longo de toda a sua vida. O freio é pequeno, mas ao longo dos 5 bilhões de anos ele torna-se relevante”, observou ao site da UEPG o pesquisador brasileiro Marcelo Emílio, um dos responsáveis pela pesquisa.
Heliosismologia
Usando vários anos de dados do Observatório das Dinâmicas Solares da NASA (SDO), os pesquisadores foram capazes de medir as ondas que viajam através do sol para medir com precisão o tamanho da camada que está experimentando essa desaceleração. A técnica, conhecida como “heliosismologia”, é muito semelhante à medição das ondas sísmicas que viajam pela Terra para medir a força de um terremoto. O material que essas ondas sísmicas percorrem altera as ondas para que os sismólogos possam “ver” no subsolo.
Embora nossa estrela não seja um planeta sólido feito de rocha e metal, seu denso interior de plasma também permite que as ondas viajem, criando oscilações na superfície que podem ser medidas. A heliosismologia permite que os astrônomos “vejam” dentro da nossa estrela mais próxima, revelando muitos detalhes sobre o seu interior que podem não ser óbvios na superfície. E neste caso, usando a heliosismologia e estudando o campo magnético do sol passando do espaço para o interior do sol, nós podemos medir quanto de resistência a relatividade especial de Einstein exerce na superfície da nossa estrela.
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“É um torque suave que está retardando-o, mas considerando a vida de 5 bilhões de anos do sol, ele teve uma influência muito visível em seus 35.000 quilômetros exteriores”, diz Kuhn. Essas descobertas foram aceitas para publicação na revista Physical Review Letters.
Usando nosso sol como um laboratório para outras estrelas, a equipe de Kuhn acredita que um efeito semelhante provavelmente acontece em todas as estrelas e poderia ter uma forte influência na evolução estelar. Agora os astrônomos estão muito interessados em entender como esta desaceleração solar afeta o campo magnético do sol, que se expande através de todo o sistema solar. Como o magnetismo do sol é a causa raiz de disparos solares e ejeções de massa coronal que podem interferir com satélites e redes de energia, esta investigação poderia ter um papel fundamental a desempenhar na nossa compreensão dos impactos solares na Terra. [Seeker]
