Insights sobre Laços Coronal de Pequena Escala no Sol
Um estudo revela propriedades e comportamentos chave dos laços coronais na atmosfera do Sol.
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Índice
O Sol tem várias estruturas chamadas laços coronais, que ficam na sua atmosfera externa, conhecida como corona. Esses laços ficam visíveis quando o Sol é observado em tipos específicos de luz, especialmente na luz ultravioleta extrema. Alguns laços são brilhantes e fáceis de notar, enquanto outros são mais fracos e difíceis de ver.
Esse artigo foca nos laços coronais em pequena escala em uma parte calma do Sol. A nossa intenção é fornecer informações sobre suas formas, tamanhos e propriedades magnéticas. Entender esses laços ajuda os cientistas a aprenderem mais sobre as atividades solares e o Campo Magnético do Sol.
Características dos Laços Coronares
Os laços coronares têm diferentes formas e tamanhos. Existem laços pequenos, frequentemente chamados de Pontos Brilhantes Coronares (CBPS), que são características brilhantes que podem aparecer quando observadas em luz ultravioleta. Esses laços podem ter Alturas que variam de muito baixos a vários quilômetros acima da superfície do Sol, com alguns chegando a mais de 10 quilômetros.
Os laços se formam devido à atividade magnética e podem confinar Plasma quente. A temperatura desse plasma pode chegar a cerca de um milhão de graus Celsius. Observar as propriedades desses laços pode fornecer insights sobre o comportamento dos campos magnéticos e da energia solar.
Observando Laços Coronares
Para estudar os laços coronares, os pesquisadores usam instrumentos especiais que conseguem detectar luz em comprimentos de onda específicos. Um desses instrumentos é a Atmospheric Imaging Assembly (AIA), que captura imagens do Sol em diferentes canais de luz. Outro instrumento usado é o Helioseismic Magnetic Imager (HMI), que ajuda a medir o campo magnético na superfície do Sol.
Os pesquisadores coletaram dados de imagens durante 48 horas, usando essas ferramentas para identificar um total de 126 laços coronares em pequena escala. Os dados de imagem permitem uma visão detalhada dos laços e de como eles se conectam ao campo magnético abaixo deles.
O Papel dos Campos Magnéticos
Os campos magnéticos são essenciais para a formação e o comportamento dos laços coronares. Esses campos não são uniformes e podem mudar em força e direção. O estudo observou que o campo magnético nos laços é geralmente não potencial, o que significa que não se comporta como um campo simples que seria gerado por eletricidade passando por um fio. Em alguns casos, no entanto, os campos estão próximos do potencial, indicando uma configuração mais estável.
A pesquisa teve como objetivo entender a relação entre as propriedades do campo magnético e as características físicas dos laços, como altura e comprimento. Os pesquisadores descobriram que os laços tendem a ser mais achatados quando estão abaixo da altura típica da cromosfera, a camada logo acima da superfície do Sol.
Propriedades dos Laços
O estudo revelou várias propriedades importantes dos laços:
Altura e Comprimento: A altura média dos laços é de cerca de 4 quilômetros, enquanto o comprimento médio é de aproximadamente 17 quilômetros. Os laços mais próximos da superfície tendem a ser mais curtos e achatados.
Força do Campo Magnético: A força do campo magnético ao longo dos laços varia, com alguns laços apresentando um campo magnético mais forte do que outros. A força média do campo magnético ao longo dos laços varia de 5 Gauss a 81 Gauss.
Intensidade: O brilho dos laços, que está ligado ao plasma quente que eles contêm, varia com base tanto no comprimento quanto no campo magnético. Os laços tendem a ser menos brilhantes quando são mais longos.
Relações Entre os Parâmetros
Uma descoberta interessante é a forte correlação entre a altura e o comprimento dos laços. Isso significa que laços mais altos geralmente também são mais longos. O estudo encontrou uma forte ligação entre os campos magnéticos nos pontos de pé dos laços, que são onde eles se conectam à superfície do Sol.
Outra observação mostrou uma anti-correlação entre a força do campo magnético no topo dos laços e suas alturas. Isso sugere que laços mais altos podem não ter um campo magnético tão forte em seus topos.
Curiosamente, a intensidade média dos laços mostrou uma correlação mais forte com o campo magnético médio ao longo do laço do que no topo. Isso indica que a liberação de energia, que aquece o plasma nos laços, provavelmente ocorre ao longo de todo o comprimento dos laços, não só no topo.
A Importância dessas Descobertas
Entender as propriedades e o comportamento dos laços coronares em pequena escala contribui para o campo mais amplo da física solar. A pesquisa destaca que forças não magnéticas, como a pressão do plasma, desempenham um papel significativo na formação dos laços, especialmente em alturas mais baixas.
Essas percepções também preparam o terreno para estudos futuros. Os pesquisadores esperam usar imagens avançadas de instrumentos mais novos para explorar ainda mais a natureza desses laços e examinar como eles se comportam ao longo do tempo.
Direções Futuras
A equipe de pesquisa planeja investigar a vida útil e as mudanças nos laços coronares ao longo do tempo. Observando esses laços com uma frequência maior na coleta de dados, eles pretendem aprender mais sobre como as propriedades magnéticas e as energias mudam.
Estudos adicionais vão analisar como essas descobertas se aplicam a diferentes regiões do Sol e se as características dos laços pequenos diferem quando observadas em áreas mais ativas, como manchas solares ou erupções solares.
Conclusão
Os laços coronares são características intrigantes do Sol que oferecem percepções valiosas sobre campos magnéticos e dinâmicas solares. O estudo recente de laços em pequena escala destacou relações essenciais entre suas formas, tamanhos e propriedades magnéticas.
Ao continuar investigando essas características, os pesquisadores podem aprofundar sua compreensão sobre a atividade solar e seu impacto no clima espacial. Esse conhecimento é vital para prever tempestades solares que podem afetar as comunicações e a segurança na Terra.
O trabalho contínuo nesse campo ajudará a desvendar ainda mais as complexidades do Sol e seu ambiente magnético, contribuindo para a nossa compreensão do universo em que vivemos.
Título: Coronal magnetic field and emission properties of small-scale bright and faint loops in the quiet Sun
Resumo: The present study provides statistical information on the coronal magnetic field and intensity properties of small-scale bright and faint loops in the quiet Sun. We aim to quantitatively investigate the morphological and topological properties of the coronal magnetic field in bright and faint small-scale loops, with the former known as coronal bright points (CBPs). We analyse 126 small-scale loops using quasi-temporal imaging and line-of-sight magnetic field observations. We employ a recently developed automatic tool that uses a linear magneto-hydro-static model to compute the magnetic field in the solar atmosphere and automatically match individual magnetic field lines with small-scale loops. For most of the loops, we automatically obtain an excellent agreement of the magnetic field lines from the LMHS model and the loops seen in AIA 193 A. One stand-out result is that the magnetic field is non-potential. We obtain the typical ranges of loop heights, lengths, intensities, mean magnetic field strength along the loops and at loop tops, and magnetic field strength at loop footpoints. We find that loops below the classic chromospheric height of 1.5 Mm are flatter suggesting that non-magnetic forces (one of which is the plasma pressure) play an important role below this height. We find a strong correlation (Pearson coefficient of 0.9) between loop heights and lengths. The average intensity along the loops correlates stronger with the average magnetic field along the loops than with the field strength at loop tops. The latter correlation indicates that the energy release in the loops is more likely linked to the average magnetic field along the loops than the field strength on the loop tops. In other words, the energy is probably released all along the loops, but not just at the loop top. This result is consistent with the recent benchmarking radiative 3D MHD model of N\'obrega-Siberio etal.
Autores: Maria S. Madjarska, Thomas Wiegelmann, Pascal Démoulin, Klaus Galsgaard
Última atualização: 2024-07-13 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2407.09769
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2407.09769
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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