Uma erupção solar capturada pelo Observatório Solar Dynamics da NASA em 2015. Crédito: NASA / SDO.
Cientistas da Irlanda e da França anunciaram hoje uma nova e importante descoberta sobre como a matéria se comporta nas condições extremas da atmosfera do Sol.
Os cientistas usaram grandes radiotelescópios e câmeras ultravioleta em uma espaçonave da NASA para entender melhor o "quarto estado da matéria" exótico, mas pouco compreendido. Conhecido como plasma, este assunto pode ser a chave para o desenvolvimento de geradores de energia nuclear seguros, limpos e eficientes na Terra.
Os cientistas publicaram suas descobertas na principal revista internacional, a Nature Communications.
A maior parte da matéria que encontramos em nossa vida cotidiana vem na forma de sólido, líquido ou gás, mas a maior parte do Universo é composta de plasma - um fluido altamente instável e eletricamente carregado. O Sol também é feito desse plasma.
Apesar de ser a forma mais comum de matéria no Universo, o plasma permanece um mistério, principalmente devido à sua escassez de condições naturais na Terra, o que dificulta o estudo. Laboratórios especiais na Terra recriam as condições extremas do espaço para este propósito, mas o Sol representa um laboratório completamente natural para estudar como o plasma se comporta em condições muitas vezes extremas para os laboratórios baseados na Terra construídos manualmente.
Pesquisador de pós-doutorado no Trinity College Dublin e no Instituto de Estudos Avançados de Dublin (DIAS), Dr. Eoin Carley , liderou a colaboração internacional. Ele disse:
"A atmosfera solar é um foco de atividade extrema, com temperaturas de plasma superiores a 1 milhão de graus Celsius e partículas que se aproximam da velocidade da luz. As partículas de velocidade da luz brilham em comprimentos de onda de rádio, então podemos monitorar exatamente como os plasmas se comportam com grandes radiotelescópios".
"Trabalhamos em estreita colaboração com cientistas do Observatório de Paris e realizamos observações do Sol com um grande radiotelescópio localizado em Nançay, no centro da França. Combinamos as observações de rádio com câmeras ultravioleta na espaçonave espacial Solar Dynamics Observatory da NASA para mostrar que o plasma no Sol pode frequentemente emitir luz de rádio que pulsa como um farol. Sabemos sobre essa atividade há décadas, mas nosso uso de equipamentos espaciais e terrestres nos permitiu visualizar os pulsos de rádio pela primeira vez e ver exatamente como os plasmas se tornam instáveis na atmosfera solar".
Estudar o comportamento dos plasmas no Sol permite uma comparação de como eles se comportam na Terra, onde há muito esforço em andamento para construir reatores de fusão de confinamento magnético. Estes são geradores de energia nuclear que são muito mais seguros, mais limpos e mais eficientes do que seus primos de reatores de fissão que atualmente usamos para energia hoje.
O professor do DIAS e colaborador do projeto, Peter Gallagher , disse: “A fusão nuclear é um tipo diferente de geração de energia nuclear que combina átomos de plasma, em vez de quebrá-los como a fissão. A fusão é mais estável e segura, e não requer combustível altamente radioativo; na verdade, muito do material residual da fusão é o hélio inerte. ”
“O único problema é que os plasmas de fusão nuclear são altamente instáveis. Assim que o plasma começa a gerar energia, algum processo natural desliga a reação. Embora este comportamento de desligamento seja como um interruptor de segurança inerente - os reatores de fusão não podem formar reações descontroladas - isso também significa que o plasma é difícil de manter em um estado estável para a geração de energia. Ao estudar como os plasmas se tornam instáveis no Sol, podemos aprender sobre como controlá-los na Terra. ”
O sucesso desta pesquisa foi possível graças aos laços estreitos entre pesquisadores da Trinity, DIAS e seus colaboradores franceses.
Nicole Vilmer, principal colaboradora do projeto em Paris , disse: “O Observatório de Paris tem uma longa história de fazer observações de rádio do Sol, desde os anos 1950. Ao nos unirmos a outros grupos de radioastronomia por toda a Europa, podemos fazer descobertas inovadoras como essa e continuar o sucesso que temos na radioastronomia solar na França. Também fortalece ainda mais a colaboração científica entre a França e a Irlanda, que espero que continue no futuro ”.
O Dr. Carley trabalhou anteriormente no Observatório de Paris, financiado por uma bolsa concedida pelo Irish Research Council e pela Comissão Europeia. Ele continua a trabalhar de perto com seus colegas franceses hoje, e espera estudar em breve os mesmos fenômenos usando instrumentos franceses e equipamentos de última geração recém-construídos na Irlanda.
O Dr. Carley acrescentou: “A colaboração com cientistas franceses está em andamento e já estamos progredindo com radiotelescópios recém-construídos na Irlanda, como o Irish Low Frequency Array (I-LOFAR). O I-LOFAR pode ser usado para descobrir a nova física do plasma no Sol com muito mais detalhes do que antes, nos ensinando como a matéria se comporta nos dois plasmas do Sol, aqui na Terra e em todo o Universo em geral. ”
O trabalho foi financiado pelo Conselho Irlandês de Pesquisa.
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