Usando ondas sonoras, cientistas desenvolvem descobertas que desafiam teorias padrão de convecção solar. Novas evidências de como o calor é transportado abaixo da superfície do sol. Uma equipe de físicos solares do Centro de Astrofísica e Ciência Espacial (CASS) da NYU Abu Dhabi, liderada pelo cientista Chris S. Hanson, Ph.D., revelou a estrutura interior dos supergrânulos do Sol, uma estrutura de fluxo que transporta calor do interior oculto do Sol para sua superfície. A análise dos supergrânulos pelos pesquisadores representa um desafio para a compreensão atual da convecção solar. O Sol gera energia em seu núcleo através da fusão nuclear; Essa energia é então transportada para a superfície, onde escapa como luz solar.
No estudo “Supergranular-scale solar convection not explained by mixing-length theory” publicado na revista Nature Astronomy, os pesquisadores explicam como utilizaram imagens de Doppler, intensidade e magnéticas do imageador heliossísmico e magnético (HMI) a bordo do satélite Solar Dynamics Observatory (SDO) da NASA para identificar e caracterizar aproximadamente 23.000 supergrânulos.Como a superfície do Sol é opaca à luz, os cientistas da NYUAD usaram ondas sonoras para sondar a estrutura interior dos supergrânulos.
Essas ondas sonoras, que são geradas pelos grânulos menores e estão em toda parte do sol, foram usadas com sucesso no passado em um campo conhecido como heliosismologia. Ao analisar um conjunto de dados tão grande de supergrânulos, que foram estimados em se estender 20.000 Km (~3% para o interior) abaixo da superfície do Sol, os cientistas foram capazes de determinar os fluxos para cima e para baixo associados ao transporte de calor supergranular com precisão sem precedentes. Além de inferir a profundidade em que os supergrânulos se estendem, os cientistas também descobriram que os fluxos descendentes pareciam ~40% mais fracos do que os fluxos ascendentes, o que sugere que algum componente estava faltando nos fluxos descendentes.
Através de extensos testes e argumentos teóricos, os autores teorizam que o componente “ausente” ou invisível poderia consistir em plumas de pequena escala (~100Km) que transportam plasma mais frio para o interior do Sol. As ondas sonoras no sol seriam grandes demais para sentir essas plumas, fazendo com que os fluxos descendentes parecessem mais fracos. Estes achados não podem ser explicados pela descrição amplamente utilizada do comprimento de mistura da convecção solar. “Os supergrânulos são um componente significativo dos mecanismos de transporte de calor do sol, mas representam um sério desafio para os cientistas entenderem”.
Afirmou Shravan Hanasoge, Ph.D., professor de pesquisa, coautor do artigo e co-investigador principal do CASS. “Nossas descobertas contrariam suposições que são centrais para a compreensão atual da convecção solar e devem inspirar uma investigação mais aprofundada dos supergrânulos do Sol.” A pesquisa foi conduzida dentro do CASS na NYUAD em colaboração com o Tata Institute of Fundamental Research, a Universidade de Princeton e a Universidade de Nova York, usando os recursos de computação de alto desempenho da NYUAD.