Em março de 2010, algumas semanas após seu lançamento, o Observatório de Dinâmica Solar (SDO) da NASA registrou uma de suas primeiras imagens impressionantes: uma protuberância solar em forma de anel, visível em ultravioleta extremo (304 Å). Esta estrutura, muitas vezes chamada de "anel de fogo" por analogia visual, corresponde a um vasto arco magnético carregado de plasma quente que se estende por cerca de 300.000 quilômetros, ou cerca de 25 vezes o diâmetro da Terra. Sua morfologia anular resulta da projeção tridimensional de um fluxo de plasma confinado pelas linhas do campo magnético coronal.
Parâmetro | Valor | Instrumento | Banda Espectral |
---|---|---|---|
Diâmetro | ~300.000 km | AIA | 193 Å (Fe XII) |
Temperatura | 1-2 milhões K | AIA | Multibandas |
Tempo de Vida | ~48 horas | AIA/HMI | Acompanhamento Temporal |
Energia Magnética | ~1025 J | HMI | Magnetogramas |
Fonte: Publicações Científicas da NASA SDO e Revista Solar Physics (2011).
Essas estruturas, chamadas loops coronais, são formadas por plasma que segue as linhas do campo magnético solar. A temperatura do plasma nessas regiões pode atingir \(1-3 \times 10^6\) kelvins. A equação que governa o equilíbrio magnético é: \( \nabla p = \frac{1}{\mu_0} (\nabla \times \mathbf{B}) \times \mathbf{B} \) onde \(p\) é a pressão do plasma e \(\mathbf{B}\) é o campo magnético.
A protuberância observada apresentava temperaturas variando de \(5 \times 10^4 \ \mathrm{K}\) (plasma de transição) a mais de \(10^6 \ \mathrm{K}\) (plasma coronal). As densidades eletrônicas típicas atingem \(10^9 - 10^{11} \ \mathrm{cm^{-3}}\) - extremamente densas para um plasma astrofísico, e as velocidades de ejeção podem exceder \(500 \ \mathrm{km \ s^{-1}}\) - cerca de 0,17% da velocidade da luz e comparável a um vento solar rápido ou ejeção estelar moderada.
N.B.: A densidade eletrônica representa o número de elétrons livres por unidade de volume.
O "anel de fogo" é a manifestação visual de uma reconexão magnética: as linhas do campo magnético se rearranjam abruptamente, liberando energia e impulsionando o plasma. O cenário provável é o de uma corda de fluxo magnético instável (instabilidade de kink ou toro) que se eleva e carrega plasma denso da cromosfera, visível na banda He II 304 Å.
A reconexão magnética é um processo fundamental na física de plasmas onde as linhas do campo magnético se quebram e se reconectam, convertendo energia magnética em energia cinética e térmica. Este fenômeno explica:
Um exemplo típico é observado durante o "anel de fogo" solar, onde a reconexão magnética leva à formação de loops coronais brilhantes visíveis em ultravioleta extremo, uma assinatura de plasma aquecido a vários milhões de kelvins.
Parâmetro | Anel de Fogo (Março 2010) | Protuberância Típica | Fonte |
---|---|---|---|
Temperatura | \(5 \times 10^4\) a \(1.5 \times 10^6\) K | \(8 \times 10^3\) a \(1 \times 10^6\) K | NASA/SDO AIA |
Densidade Eletrônica | \(10^9 - 10^{11} \ \mathrm{cm^{-3}}\) | \(10^9 - 10^{10} \ \mathrm{cm^{-3}}\) | NASA, Física Solar |
Velocidade de Ejeção | 200 a 800 km/s | 100 a 300 km/s | Arquivos SDO AIA |
Duração | Algumas horas | Até vários dias | Observação Coronográfica |
Lançado em fevereiro de 2010, o Observatório de Dinâmica Solar (SDO) superou em muito sua missão inicial prevista para 5 anos. Em 2025, a nave continua suas observações do Sol, embora vários de seus instrumentos mostrem sinais de desgaste após mais de 15 anos em órbita geoestacionária. Os sensores de imagem ultravioleta (AIA) e o instrumento de medição do campo magnético (HMI) continuam a fornecer dados valiosos, mas com ajustes regulares de calibração para compensar a degradação dos detectores e a contaminação óptica.
Os dados coletados pelo SDO desde seu lançamento constituem hoje um dos arquivos solares mais completos já estabelecidos, cobrindo mais de um ciclo solar completo.
Em 2025, a NASA reduziu o ritmo de suas campanhas de observação de alta cadência para otimizar a vida útil dos sistemas ainda ativos, ao mesmo tempo em que prepara a transição para um novo satélite.
Este sucessor, chamado Solar-C (ou Observatório Solar-C de Ultravioleta Extremo, SCEO), é um projeto conjunto entre NASA, JAXA e ESA, programado para lançamento no final da década de 2020. Ele se beneficiará de detectores mais sensíveis no ultravioleta extremo e maior resolução temporal, permitindo o acompanhamento dos processos magnéticos solares em escalas espaço-temporais nunca antes alcançadas. O Solar-C também retomará a missão de estudar a dinâmica da corona solar e suas interações com o vento solar, garantindo a continuidade científica entre o SDO e as futuras gerações de missões solares.
Missão / Instrumento | Ano de Lançamento | Objetivo Principal | Distância Orbital / Posição | Melhorias em Relação ao SDO |
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SDO (Observatório de Dinâmica Solar) | 2010 | Observação contínua do Sol em múltiplos comprimentos de onda UV e extremos, estudo da variabilidade solar e seu impacto na Terra | Órbita geoestacionária (~35.786 km de altitude) | Alta resolução temporal e espacial, rastreamento multi-comprimentos de onda |
SUVI (Imageador Solar Ultravioleta) em GOES-R/GOES-16 e subsequentes | 2016 (GOES-16), acompanhamento ativo desde 2024 | Imagem EUV do Sol para meteorologia espacial operacional | Órbita geoestacionária (~35.786 km de altitude) | Observação em tempo quase real integrada às previsões de meteorologia espacial, robustez aumentada para uso operacional |
Solar Orbiter (ESA/NASA) | 2020 | Observações próximas do Sol, imagem de alta resolução e medição in situ do vento solar | Órbita elíptica ao redor do Sol, entre 0,28 e 0,91 UA (41,9 a 136 milhões de km) | Visão fora do plano eclíptico, melhores resoluções polares, dados acoplados in situ + sensoriamento remoto |
PUNCH (Polarímetro para UNificar a Corona e a Heliosfera) | 2025 (previsto) | Mapear a corona solar e a heliosfera interna | Posição orbital em órbita heliocêntrica próxima à Terra | Amplo campo de visão para rastrear a ejeção de massa coronal da superfície solar até o espaço interplanetário |
SCEO (Observatório Solar-C de Ultravioleta Extremo) | Previsto por volta de 2028 | Observações espectroscópicas e imagem de alta resolução em ultravioleta extremo | Órbita heliossíncrona ou L1 considerada | Sensores mais sensíveis, melhor resolução espectral e temporal, foco em processos coronais finos |
DKIST (Telescópio Solar Daniel K. Inouye) | 2020 (operacional em 2022) | Observação detalhada da superfície solar a partir do solo | Terra (Observatório em solo, Haleakalā, Havaí) | Melhor resolução espacial até hoje para estudar estruturas magnéticas |
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