As Luzes do Sol

Um "Arco-Íris" de Cores

O Sol emite um conjunto de ondas eletromagnéticas, desde o ultravioleta distante (FUV) como os raios gama (frequências muito altas) até as ondas de rádio (frequências muito baixas), passando pelos raios X, raios ultravioleta, luz visível, raios infravermelhos e micro-ondas. Essas ondas eletromagnéticas, cujo vetor é o fóton, viajam a uma velocidade de ≈300.000 km/s.

Com nossos olhos, vemos apenas os comprimentos de onda do pequeno domínio visível situado entre 400 e 800 nm. Para comprimentos de onda mais curtos ou mais longos, precisamos usar equipamentos especializados. Os instrumentos especializados são geralmente telescópios terrestres ou espaciais equipados que observam a luz em diferentes comprimentos de onda.

O Sol nos envia todas as cores da luz porque está cheio de todos os átomos presentes na Terra, cada um gerando luz em um certo comprimento de onda dependendo da temperatura. Além dos muitos átomos diferentes (hélio, hidrogênio, carbono, oxigênio, ferro…), o Sol também contém diferentes tipos de íons de cada átomo, com diferentes cargas elétricas. Cada íon também pode emitir luz em comprimentos de onda específicos quando atinge uma temperatura particular.

Imagens do Sol em uma Variedade Selecionada de Comprimentos de Onda

Cada comprimento de onda observado revela informações sobre os diferentes elementos (átomos ou íons) da superfície e da atmosfera do Sol. Ao examinar as imagens do Sol em uma variedade selecionada de comprimentos de onda, os cientistas podem acompanhar a evolução das partículas e das temperaturas presentes na atmosfera do Sol.

Esta imagem do Sol foi construída com base em dados do telescópio SDO (Solar Dynamics Observatory) da NASA. Mostra uma composição de diferentes aspectos da superfície ou atmosfera do Sol em 10 comprimentos de onda diferentes escolhidos pelos cientistas e invisíveis a olho nu. Essas luzes são convertidas em cores visíveis para que os humanos possam vê-las. O objeto observado, aqui o Sol, aparece assim em um belo patchwork de cores.

Desde os anos 1900, os cientistas catalogam os comprimentos de onda absorvidos ou emitidos pelos átomos e íons, bem como as associações entre elementos, comprimentos de onda, temperaturas e cores. Os telescópios utilizam essa preciosa informação de comprimento de onda incorporando instrumentos como espectrômetros que observam vários comprimentos de onda simultaneamente e medem a quantidade de elementos presentes em cada comprimento de onda.

Os Comprimentos de Onda do Sol

Os cientistas do SDO escolheram 10 comprimentos de onda particulares para observar a atmosfera e os movimentos dos átomos nas camadas solares. Os comprimentos de onda são expressos em angstroms (símbolo Å) = 0,1 nanômetro, ou 10^-10 metros, ou uma décima de bilionésimo de metro.

1. 1700 Å em C7 e D4 (rosa marrom), a luz a 4.500 Kelvin, emitida pela superfície do Sol, a fotosfera e a cromosfera.
2. 4500 Å em A4, D7 e E4 (amarelo), a luz a 6.000 Kelvin, emitida pela fotosfera.
3. 1600 Å em E3 e C6 (amarelo verde), a luz emitida pelo carbono 4 a 10.000 Kelvin, em uma zona entre a fotosfera superior e a região de transição, uma região situada entre a cromosfera e a coroa.
4. 304 Å em D3, B6, E7 e F4 (vermelho), a luz emitida pelo hélio 2 a 50.000 Kelvin, na região de transição e na cromosfera.
5. 171 Å em D2, C4, A5 e F6 (amarelo marrom), a luz emitida pelo ferro 9 a 600.000 Kelvin, na atmosfera ou coroa solar quando está calma.
6. 193 Å em B2, B7, F5 (marrom brilhante), a luz emitida pelo ferro 12 a 1 milhão Kelvin e ferro 24 a 20 milhões Kelvin, nas regiões ligeiramente mais quentes da coroa e na matéria muito mais quente das erupções solares.
7. 211 Å em A6, B3 e F2 (violeta), a luz emitida pelo ferro 14 a 2 milhões Kelvin, nas regiões mais quentes e magneticamente ativas da coroa.
8. 335 Å em C1, B5, C8, F3, F7 (azul), a luz emitida pelo ferro 16 a 2,5 milhões Kelvin, nas regiões ainda mais quentes, magneticamente ativas da coroa.
9. 94 Å em C3 e D5 (verde escuro), a luz emitida pelo ferro 18 a 6 milhões Kelvin, nas regiões muito quentes da coroa durante uma erupção solar.
10. 131 Å em E6 (verde azul), a luz emitida pelo ferro 20 e ferro 23 a mais de 10 milhões Kelvin, pelos elementos mais quentes das ejeções solares.