O eclipse visto de cima: o que os satélites revelam do Sol

Observação de um eclipse solar pelo satélite HINODE — Eclipse solar: uma imagem capturada do espaço, revelando as camadas externas do Sol, invisíveis a partir da superfície terrestre. O eclipse solar de 20 de maio de 2012, observado pelo satélite Hinode, um observatório solar desenvolvido pela agência espacial japonesa (JAXA).
Fonte da imagem: Hinode/Jaxa/Nasa (nova janela).

Resumo científico

O artigo da Astronoo apresenta a observação dos eclipses solares do espaço pelos satélites HINODE e PROBA-2. Graças aos seus instrumentos sensíveis aos raios X e ao ultravioleta extremo, estes observatórios estudam a coroa solar, os arcos magnéticos e as ejecções de massa coronal sem as perturbações da atmosfera terrestre. As ocultações lunares vistas em órbita oferecem diagnósticos preciosos sobre a temperatura, a densidade e a dinâmica do plasma coronal. Estes dados melhoram a compreensão da atividade solar e alimentam os modelos de meteorologia espacial.

Por que razão observar um eclipse solar do espaço muda a nossa compreensão do Sol?

Este artigo explora o que os satélites revelam do Sol oculto durante os eclipses solares. A partir da órbita, engenhos como o HINODE e o PROBA-2 escapam às limitações da atmosfera terrestre: turbulência, absorção dos raios X e do ultravioleta extremo, e curta duração da totalidade. Podem, portanto, observar a coroa solar em contínuo, seguir várias passagens do limbo lunar e cartografar as estruturas magnéticas quentes. Estas observações revelam arcos coronais, gradientes térmicos, ondas e instabilidades ligadas às erupções solares. Ajudam a compreender por que razão a coroa é mais quente do que a fotosfera e como a atividade solar influencia o ambiente espacial terrestre. A resposta à pergunta colocada é, pois, dupla: os satélites oferecem simultaneamente uma visão estereoscópica e uma análise espectral impossíveis a partir do solo, fornecendo ainda dados contínuos para a meteorologia espacial. Este artigo detalha os instrumentos, os fenómenos captados e o contributo das missões espaciais para o estudo dos eclipses.

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Eclipse de Sol visto pelo satélite HINODE

Um satélite dedicado à coroa solar

O satélite japonês HINODE, lançado em 2006 pela JAXA em colaboração com a NASA e a ESA, é especializado na observação da coroa solar com uma precisão extrema. Durante um eclipse solar, o HINODE não é apenas um espetador passivo: torna-se uma ferramenta de diagnóstico avançada do plasma coronal.

Diagnóstico do plasma coronal durante o eclipse

Graças ao seu telescópio ótico (SOT) e ao seu espectrómetro de raios X (XRT), o HINODE regista as variações de intensidade, de temperatura e de estruturação magnética na coroa solar, onde a atmosfera solar se estende por centenas de milhares de quilómetros para além do disco visível. Durante um eclipse observado a 22 de julho de 2009, o HINODE revelou com finura arcos coronais dinâmicos e ejecções de massa coronal (CME) em curso, graças à ocultação natural oferecida pela Lua.

Esta perspetiva espacial permite eliminar as perturbações atmosféricas terrestres, oferecendo assim perfis espectrais e térmicos de rara precisão.

As observações do satélite Hinode

Um eclipse parcial filmado a partir da órbita

Eclipse solar parcial de 25 de novembro de 2011, visto da Antártida, da Tasmânia, do sul da África do Sul e da maior parte da Nova Zelândia.
Fonte da imagem: Hinode/XRT (nova janela).

Esta sequência mostra um eclipse parcial observado na Antártida e numa parte do hemisfério sul. Os dados do Hinode/XRT permitem seguir a ocultação do disco solar e analisar as regiões ativas em raios X moles.

Utilização dos instrumentos do HINODE e fenómenos captados

O satélite HINODE, colocado numa órbita heliossíncrona a cerca de 600 km de altitude, observa continuamente a superfície e a coroa do Sol. Durante o eclipse parcial de 4 de janeiro de 2011, a trajetória do satélite permitiu várias passagens do limbo lunar diante do disco solar durante a sua revolução orbital, o que se designa por ocultações múltiplas.

Instrumentos

XRT (X-Ray Telescope): observou as zonas da coroa solar em raios X moles, sensíveis aos plasmas a vários milhões de kelvin.
SOT (Solar Optical Telescope): analisou a fotosfera e a baixa cromosfera.
EIS (EUV Imaging Spectrometer): permitiu obter espetros detalhados da atmosfera solar.

Fenómenos

Variação da intensidade X na coroa à medida que a Lua ocultava certas regiões ativas.
Observação de estruturas coronais finas, como arcos magnéticos, evidenciadas pela ocultação progressiva.
Deteção de gradientes térmicos na coroa, graças à comparação antes/depois da ocultação.
Medição das flutuações rápidas de intensidade, ligadas a instabilidades magnéticas ou a ondas do tipo Alfvén.

Eclipse de Sol visto pelo satélite PROBA

Eclipse do Sol visto pelo satélite Proba — O eclipse de Sol ou ocultação parcial de 20 de maio de 2012 visto pelo satélite Proba-2.
Fonte da imagem: ESA/ROB (nova janela).

PROBA-2: um olho ultravioleta extremo sobre a coroa solar

A série de satélites PROBA (PRoject for OnBoard Autonomy), desenvolvida pela ESA, desempenhou igualmente um papel notável na observação dos eclipses, em particular com o PROBA-2, lançado em 2009. Este satélite está equipado com o instrumento SWAP (Sun Watcher using Active Pixel System detector and Image Processing), uma câmara EUV (Extreme Ultraviolet) que filma a coroa solar em comprimentos de onda em torno de 17,4 nm.

Eclipses filmados do espaço: as passagens lunares vistas pelo PROBA-2

Durante os eclipses, como o de 20 de março de 2015 ou o de 21 de agosto de 2017, o PROBA-2 captou sequências espantosas em que a Lua, ao ocultar parcial ou totalmente o disco solar, permite observar em detalhe a atividade da coroa. Ao contrário das observações terrestres, limitadas pela atmosfera e pela breve duração da totalidade, o PROBA-2 regista várias passagens do limbo lunar sobre o Sol durante a sua órbita polar heliossíncrona.

O que o EUV revela: topologia magnética e dinâmica coronal

O interesse físico destes dados reside na cartografia dinâmica das linhas do campo magnético solar e no estudo das flutuações rápidas da emissão EUV. Estas medições, impossíveis de realizar a partir da Terra, contribuem para alimentar os modelos de meteorologia espacial, essenciais para a previsão das tempestades geomagnéticas.

Referências

FAQ: Tudo o que há para saber sobre os eclipses solares vistos pelos satélites

Por que razão observar um eclipse solar do espaço?

Do espaço, os satélites evitam as perturbações da atmosfera terrestre. Podem observar os raios X e o ultravioleta extremo emitidos pela coroa solar, invisíveis a partir do solo. Beneficiam também de uma duração de observação mais longa e de múltiplas passagens do limbo lunar.

Que satélites observaram eclipses solares?

As missões HINODE (JAXA/NASA/ESA) e PROBA-2 (ESA) forneceram imagens notáveis. Outros observatórios solares espaciais, como o SOHO ou o SDO, participam igualmente no estudo da coroa e da atividade solar.

O que é a coroa solar?

A coroa é o envelope externo da atmosfera do Sol. Estende-se por milhões de quilómetros e atinge temperaturas de vários milhões de graus. É o lugar dos arcos magnéticos, das ejecções de massa coronal e do vento solar.

Por que razão a coroa é mais quente do que a superfície do Sol?

Esta questão permanece um grande mistério da astrofísica. As observações espaciais sugerem que os campos magnéticos e as ondas do tipo Alfvén transportam e dissipam energia na coroa, aquecendo-a a temperaturas extremas.

O que trazem os eclipses vistos do espaço à meteorologia espacial?

Permitem testar os modelos de propagação das erupções solares e das tempestades geomagnéticas. As medições contínuas ajudam a prever as perturbações que podem afetar os satélites, as comunicações e as redes elétricas.

Pode ver-se um eclipse solar a partir de um satélite a olho nu?

Não. A observação direta do Sol, mesmo durante um eclipse parcial, é perigosa sem um filtro adequado. Os satélites utilizam instrumentos especializados, como telescópios de raios X ou de ultravioleta extremo, para observar o Sol em toda a segurança.