Um eclipse solar total ocorre a 8 de abril sobre a América do Norte. Estes fenómenos verificam-se quando a Lua se coloca entre o Sol e a Terra, ocultando por completo o disco solar. Para quem o observa, o efeito é uma escuridão semelhante à do amanhecer ou do crepúsculo.
No próximo eclipse, a faixa de totalidade - a zona em que os observadores veem a parcela mais escura da sombra lunar, a umbra - atravessará o México, descreverá uma curva para nordeste pelo Texas e pelo Midwest dos EUA, entrará brevemente no Canadá e terminará no Maine.
Os eclipses solares totais acontecem, em média, a cada 18 meses em algum ponto do planeta. O mais recente eclipse solar total a atravessar os EUA ocorreu em 21 de agosto de 2017.
Uma equipa internacional de cientistas, coordenada pela Universidade de Aberystwyth, realizará experiências nas proximidades de Dallas, num local situado na faixa de totalidade. O grupo inclui estudantes de doutoramento e investigadores da Universidade de Aberystwyth, do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA, no Maryland, e do Caltech (Instituto de Tecnologia da Califórnia), em Pasadena.
Porque os eclipses solares totais são importantes para a ciência
Os eclipses permitem realizar investigação científica valiosa, comparável ou até superior à que é possível através de missões espaciais. As nossas experiências poderão também ajudar a esclarecer um enigma antigo sobre a coroa, a região mais exterior da atmosfera do Sol.
Durante um eclipse solar total, a luz intensa do Sol é bloqueada pela Lua. Isto torna possível observar com uma nitidez extraordinária a ténue coroa solar, desde regiões muito próximas do Sol até vários raios solares de distância. Um raio corresponde a metade do diâmetro solar, aproximadamente 696 000 km.
Sem um eclipse, medir a coroa é extremamente difícil. É necessário um telescópio especial, designado coronógrafo, concebido para bloquear a luz solar direta. Desta forma, consegue distinguir-se a luz mais fraca emitida pela coroa. Ainda assim, a nitidez das medições feitas durante um eclipse supera até a dos coronógrafos instalados no espaço.
Além disso, é possível observar a coroa com um orçamento relativamente reduzido, em comparação, por exemplo, com missões de naves espaciais. Um dos mistérios persistentes da coroa é o facto de ser muito mais quente do que a fotosfera, ou seja, a superfície visível do Sol.
À medida que nos afastamos de um objeto quente, seria de esperar que a temperatura circundante diminuísse, e não que aumentasse. Uma das questões que vamos investigar é a forma como a coroa atinge temperaturas tão elevadas.
Os instrumentos Cip e Chils para observar a coroa solar
Dispomos de dois instrumentos científicos principais. O primeiro é o Cip, um polarímetro de imagem coronal. Cip é também a palavra galesa para “olhar” ou “vista rápida”. Este instrumento obtém imagens da coroa solar usando um polarizador.
A luz da coroa que pretendemos medir é altamente polarizada, isto é, é composta por ondas que vibram num único plano geométrico. Um polarizador é um filtro que deixa passar luz com uma determinada polarização, bloqueando a luz com outras polarizações.
As imagens do Cip permitir-nos-ão determinar propriedades fundamentais da coroa, como a sua densidade. Também poderão ajudar a compreender fenómenos como o vento solar, um fluxo contínuo de partículas subatómicas sob a forma de plasma - matéria sobreaquecida - que se afasta do Sol. O Cip poderá ajudar-nos a identificar, na atmosfera solar, as origens de determinados fluxos do vento solar.
É difícil medir diretamente o campo magnético na atmosfera do Sol. Contudo, os dados do eclipse deverão permitir-nos analisar a sua estrutura à pequena escala e seguir a direção do campo. Poderemos observar até que distância se estendem do Sol as grandes estruturas magnéticas chamadas laços magnéticos “fechados”. Isto fornecerá, por sua vez, informação sobre as condições magnéticas de grande escala na coroa.
O segundo instrumento é o Chils, um espetrómetro coronal de linhas de alta resolução. Recolhe espetros de alta resolução, nos quais a luz é separada nas cores que a compõem. Neste caso, procuramos uma assinatura espetral específica do ferro emitido pela coroa.
Essa assinatura inclui três linhas espetrais, em que a luz é emitida ou absorvida numa estreita gama de frequências. Cada uma é produzida numa gama de temperaturas diferente, de milhões de graus; por isso, o respetivo brilho permite-nos conhecer a temperatura da coroa em várias regiões.
Temperatura da coroa e ejeções de massa coronal
O mapeamento da temperatura da coroa alimenta modelos avançados do seu comportamento baseados em computadores. Esses modelos têm de incorporar mecanismos que expliquem como o plasma coronal é aquecido até temperaturas tão altas. Entre esses mecanismos poderá estar, por exemplo, a conversão de ondas magnéticas em energia térmica do plasma. Se demonstrarmos que certas regiões são mais quentes do que outras, esse resultado poderá ser reproduzido nos modelos.
O eclipse deste ano coincide também com um período de atividade solar mais intensa, pelo que poderemos observar uma ejeção de massa coronal (EMC). Trata-se de enormes nuvens de plasma magnetizado expelidas da atmosfera do Sol para o espaço. Podem afetar infraestruturas próximas da Terra e provocar problemas em satélites essenciais.
Muitos aspetos das EMC são mal compreendidos, incluindo a sua evolução inicial junto ao Sol. A informação espetral sobre estas ejeções permitir-nos-á obter dados sobre a sua termodinâmica, bem como sobre a velocidade e a expansão nas proximidades do Sol.
Os nossos instrumentos para eclipses foram recentemente propostos para uma missão espacial denominada missão de ocultação solar possibilitada pela Lua (Mesom). O plano consiste em colocar uma nave em órbita da Lua para obter observações de eclipses mais frequentes e prolongadas. Está a ser preparada como uma missão da Agência Espacial do Reino Unido, envolvendo vários países, mas liderada pela University College London, pela Universidade de Surrey e pela Universidade de Aberystwyth.
Também teremos uma câmara comercial avançada de 360 graus para captar vídeo do eclipse de 8 de abril e do local de observação. O vídeo será útil em iniciativas de divulgação destinadas ao público, nas quais mostramos o trabalho que realizamos, e contribuirá para despertar o interesse do público pela nossa estrela local, o Sol.
Huw Morgan, professor associado de Ciências Físicas, Universidade de Aberystwyth
Este artigo é republicado de The Conversation ao abrigo de uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
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