Uma subcategoria se destaca pelo fato de que um flare localizado na atmosfera do Sol desencadeia outro em um local diferente, em outra longitude e latitude. Eles são chamados de flares simpáticos. No entanto, nenhuma evidência estatisticamente robusta de sua existência havia sido estabelecida até então.
Este vídeo (clique na imagem para visualizar a animação) mostra o desencadeamento de um primeiro flare solar seguido, cerca de 30 minutos depois, por um segundo flare na região ativa adjacente. Esse fenômeno de flares sucessivos é chamado de flare simpático. Isso ocorre quando duas regiões ativas estão separadas por cerca de 30°, uma distância angular que permite a conectividade magnética entre essas regiões. Essa conectividade é representada aqui por linhas azuis (emergência do campo magnético) e vermelhas (imersão do campo magnético).
Este vídeo foi produzido a partir das imagens capturadas pelo Solar Dynamics Observatory (SDO), na banda 131 Å, com o instrumento Atmospheric Imaging Assembly, nos dias 23 e 24 de outubro de 2013, durante um período de 3h30.
Crédito: Louis-Simon Guité/Solar Dynamics Observatory.
Uma equipe de pesquisadores afiliada ao Departamento de Astrofísica do CEA Paris-Saclay e ao Departamento de Física da Universidade de Montreal, no Canadá, demonstrou pela primeira vez que os flares simpáticos são desencadeados em um intervalo de 30 minutos, envolvendo regiões ativas separadas por cerca de 30°. Essa distância corresponde ao espaçamento típico entre os dois pontos de ancoragem das alças magnéticas, sugerindo que esses flares são causados pela conectividade magnética entre essas regiões ativas.
Esse fenômeno ocorre em cerca de 5% das erupções solares localizadas no mesmo hemisfério. Por outro lado, quando as regiões ativas são separadas pelo equador solar, o fenômeno é invertido: o campo magnético inibiria as erupções em vez de favorecê-las. Esse fenômeno, chamado de flares antipáticos, é relatado pela primeira vez neste artigo.
Este estudo foi publicado no periódico Astronomy & Astrophysics: “Flaring together: A preferred angular separation between sympathetic flares on the Sun”. Além disso, uma das figuras do estudo ilustrará a capa de uma edição mensal do periódico A&A.
As erupções solares: um fenômeno observado há muito tempo, mas ainda pouco compreendido
Mencionadas pela primeira vez por astrônomos chineses por volta de 25 a.C., as manchas solares são regiões ativas onde o campo magnético solar perfura a superfície da nossa estrela, congelando o plasma no processo. Como a renovação do plasma por convecção é interrompida, essas áreas esfriam e aparecem escuras em contraste com o resto da superfície, mais quente.
O número e o tamanho dessas manchas solares estão relacionados ao ciclo magnético do Sol, que tem um período médio de cerca de 11 anos entre dois máximos. Durante as fases de máxima atividade, como é o caso atualmente, a atividade solar pode ser particularmente intensa, com um grande número de manchas solares cujo tamanho pode atingir várias vezes o diâmetro da Terra, tornando-as visíveis a olho nu com equipamento adequado.
O campo magnético concentrado nessas regiões ativas contém uma imensa quantidade de energia, que pode ser liberada na forma de flares, intensas emissões de radiação luminosa, ou ejeções de massa coronal, que são ejeções de matéria extremamente energéticas. Esses fenômenos estão entre os mais energéticos do nosso sistema solar.
Em 1951, o cientista Richardson e sua equipe descobriram que um flare emitido por uma região ativa poderia quase simultaneamente desencadear outro em uma região ativa próxima (cf. Vídeo). Esse fenômeno, chamado de flare simpático, no entanto, ainda não havia sido estabelecido com certeza do ponto de vista estatístico no Sol, e os mecanismos subjacentes ainda eram pouco compreendidos.
Probabilidade normalizada de ocorrência de flares sucessivos provenientes de regiões ativas localizadas no mesmo hemisfério, em função da separação angular entre essas regiões e do tempo de espera entre dois flares (tempo de espera). A curva preta cheia revela um excesso significativo de erupções quando as regiões ativas estão separadas por cerca de 30°. Esse excesso é particularmente marcado quando o intervalo de tempo entre duas erupções é de cerca de 30 minutos. Esse fenômeno é chamado de flare simpático.
Crédito: Louis-Simon Guité.
Os flares simpáticos examinados de perto
Para avaliar esse fenômeno de forma estatística, os pesquisadores analisaram um grande conjunto de erupções solares ocorridas durante os dois últimos ciclos solares. Essas observações foram realizadas graças a três missões espaciais: o Solar Dynamics Observatory (SDO), RHESSI e Solar Orbiter, utilizando o instrumento STIX, cujos detectores Caliste foram desenvolvidos no CEA-IRFU.
Os pesquisadores primeiro observaram que os flares simpáticos representam cerca de 5% das erupções solares, demonstrando estatisticamente que as regiões ativas podem interagir entre si, o que aumenta a taxa de erupções solares.
Eles também mediram, pela primeira vez, que a distância típica entre duas regiões ativas que originam essas erupções simpáticas é de cerca de 30 graus. Além disso, determinaram que o intervalo de tempo entre duas erupções sucessivas é inferior a 30 minutos (ver Figura 2).
Por fim, para entender a origem desse fenômeno, mediram, em todo o disco solar, a distância média entre os pontos de ancoragem das alças magnéticas, ou seja, as zonas onde o campo magnético emerge e retorna à superfície. Surpreendentemente, essa distância, estimada em 30 graus, corresponde à que separa as regiões ativas que originam os flares simpáticos. Essa correlação permitiu atribuir a causa desse fenômeno à conectividade magnética entre duas regiões ativas.
Flares nem sempre simpáticos
Enquanto os flares simpáticos provocam um excesso de erupções quando as regiões ativas estão separadas por 30°, os pesquisadores ficaram surpresos ao constatar que, quando essas regiões ativas eram separadas pelo equador, a quantidade de erupções diminuía significativamente (ver Figura 3). Essa inibição dos flares poderia ser explicada pela diferença na configuração do campo magnético entre os dois hemisférios. Esse fenômeno, identificado pela primeira vez neste estudo, foi batizado de flares antipáticos.
Essa descoberta inédita levanta questões fascinantes sobre os mecanismos físicos por trás das erupções solares simpáticas e antipáticas, abrindo novas perspectivas para pesquisas futuras.
Probabilidade normalizada de ocorrência de flares sucessivos provenientes de regiões ativas localizadas em hemisférios opostos, em função da distância angular entre essas regiões. A curva azul destaca uma diminuição significativa no número de flares quando as regiões ativas estão separadas por cerca de 30° e localizadas em lados opostos do equador solar. Esse fenômeno, em contraste com o flare simpático (ver Figura 2), é chamado de flare antipático.
Crédito: Louis-Simon Guité.