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# Física# Astrofísica solar e estelar

Microflares: Pequenos Picos de Energia do Sol

Microflares ajudam a entender a atividade do Sol e o impacto no clima espacial.

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Microflares: MiniMicroflares: MiniExplosões Solaresna dinâmica solar.Descobrindo o impacto das microflares
Índice

Microflares são explosões pequenas de energia que acontecem no Sol, parecidas com erupções solares, mas menos intensas. Elas liberam energia na forma de luz, calor e partículas. Estudar microflares ajuda os cientistas a entender como a atmosfera do Sol é aquecida e como isso afeta o clima espacial.

O que são erupções solares?

Erupções solares são explosões enormes na superfície do Sol que liberam muita energia. Elas acontecem quando os campos magnéticos na atmosfera do Sol se torcem e se recuperam, enviando energia e partículas para o espaço. As erupções solares podem produzir luz em várias áreas do espectro eletromagnético, incluindo raios-X e luz ultravioleta.

A importância das microflares

Microflares, apesar de serem menores e menos energéticas que as erupções solares normais, são importantes para entender o comportamento do Sol. Acredita-se que sejam numerosas e que possam contribuir significativamente para o aquecimento da atmosfera solar. Compreender microflares pode dar insights sobre o balanço energético da atmosfera do Sol.

Observando microflares

Detectar microflares exige instrumentos poderosos que consigam medir emissões fracas de raios-X. O telescópio NuSTAR é um desses instrumentos, pois pode observar raios-X de alta energia que são emitidos durante essas pequenas explosões. Os dados coletados ajudam os cientistas a analisar as características das microflares e seus efeitos.

Emissão de energia das microflares

Microflares emitem energia principalmente em raios-X. Em energias mais baixas, as emissões são principalmente térmicas, ou seja, vêm de plasma quente. Porém, em energias mais altas, pode ser mais complicado determinar se as emissões são de plasma quente ou partículas aceleradas.

Os desafios de estudar microflares

Um dos principais desafios ao estudar microflares é a sua fraqueza. Como são muito mais fracas que as erupções normais, é difícil coletar dados suficientes para tirar conclusões claras. Os pesquisadores precisam usar métodos sofisticados para analisar os dados e separar os sinais do ruído.

Técnica de Amostragem Aninhada

Um novo método chamado amostragem aninhada pode ser usado para analisar os dados das microflares. Essa técnica ajuda os cientistas a comparar diferentes modelos para determinar qual deles mais provavelmente explica os dados observados. Permite uma avaliação mais quantitativa das várias explicações para os padrões de emissão vistos nos dados das microflares.

O estudo de uma microflare específica

No dia 17 de novembro de 2021, uma microflare pequena ocorreu em uma região ativa específica do Sol. Usando dados do NuSTAR, os pesquisadores analisaram a luz emitida em raios-X para entender a natureza dessa microflare. Eles usaram um novo pacote de software para ajustar os dados espectrais e estimar os parâmetros que descrevem a emissão.

Níveis de energia e mecanismos de emissão

Os resultados mostraram que a microflare emitiu energia principalmente por meio de processos [Não Térmicos](/pt/keywords/nao-termico--kk4o8m8), particularmente a partir de partículas aceleradas. Isso foi apoiado pela falta de emissões de alta temperatura em outras observações, sugerindo que a aceleração de partículas desempenhou um papel significativo na liberação de energia.

Comparando emissão térmica e não térmica

Para determinar a fonte das emissões, os pesquisadores compararam dois modelos: um que assumia emissões térmicas e outro que considerava emissões não térmicas. Calculando um valor chamado fator de Bayes, eles concluíram que as emissões não térmicas eram mais prováveis de serem responsáveis pelos dados observados.

Observações do NuSTAR

O NuSTAR captura observações de raios-X do Sol e tem sido fundamental na detecção de microflares. Ele usa ópticas especializadas para focar raios-X e tem uma alta eficiência de detecção, permitindo coletar dados sobre essas pequenas explosões de energia, mesmo em emissões de energia mais baixa.

O papel do Observatório Solar Dinâmico

Junto com o NuSTAR, o Observatório Solar Dinâmico (SDO) também desempenha um papel vital na observação da atividade solar. O SDO fornece dados sobre a atmosfera solar em diferentes comprimentos de onda, o que ajuda a entender o contexto das emissões das microflares.

Microflares e suas implicações

Entender microflares é crucial para compreender o comportamento diário do Sol e o impacto da atividade solar na Terra. Elas podem influenciar o clima espacial, que pode afetar operações de satélites, sistemas de navegação e até mesmo redes de energia.

Estudos futuros

Dado os achados sobre a microflare observada em 17 de novembro, os pesquisadores planejam usar amostragem aninhada em estudos futuros. Esse método permitirá que continuem explorando as diferenças entre emissões térmicas e não térmicas em várias erupções solares, contribuindo para a compreensão mais ampla da dinâmica solar.

Conclusão

Microflares são eventos pequenos, mas significativos no Sol que oferecem uma visão sobre os processos solares e os mecanismos de liberação de energia. Observar e analisar essas pequenas erupções fornece uma imagem mais clara da atividade solar, com implicações tanto para o clima espacial quanto para nossa compreensão do comportamento estelar. À medida que a tecnologia avança, métodos como a amostragem aninhada continuarão a aprimorar nossas capacidades de estudar o Sol e seus muitos fenômenos.

Fonte original

Título: Detecting non-thermal emission in a solar microflare using nested sampling

Resumo: Microflares are energetically smaller versions of solar flares, demonstrating the same processes of plasma heating and particle acceleration. However, it remains unclear down to what energy scales this impulsive energy release continues, which has implications for how the solar atmosphere is heated. The heating and particle acceleration in microflares can be studied through their X-ray emission, finding predominantly thermal emission at lower energies; however, at higher energies it can be difficult to distinguish whether the emission is due to hotter plasma and/or accelerated elections. We present the first application of nested sampling to solar flare X-ray spectra, an approach which provides a quantitative degree of confidence for one model over another. We analyse NuSTAR X-ray observations of a small active region microflare (A0.02 GOES/XRS class equivalent) that occurred on 2021 November 17, with a new Python package for spectral fitting, sunkit-spex, to compute the parameter posterior distributions and the evidence of different models representing the higher energy emission as due to thermal or non-thermal sources. Calculating the Bayes factor, we show there is significantly stronger evidence for the higher energy microflare emission to be produced by non-thermal emission from flare accelerated electrons than by an additional hot thermal source. Qualitative confirmation of this non-thermal source is provided by the lack of hotter (10 MK) emission in SDO/AIA's EUV data. The nested sampling approach used in this paper has provided clear support for non-thermal emission at the level of 3x10$^{24}$ erg s$^{-1}$ in this tiny microflare.

Autores: Kristopher Cooper, Iain G. Hannah, Lindsay Glesener, Brian W. Grefenstette

Última atualização: 2024-02-08 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2402.05426

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2402.05426

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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