Por que a temperatura da coroa é, paradoxalmente, mais alta do que a temperatura da superfície do Sol?

Este artigo aborda a questão de "por que a temperatura da coroa é, na verdade, mais alta do que a temperatura da superfície do Sol?" e apresenta o fenómeno anómalo da temperatura da coroa ser muito mais elevada do que a da superfície do Sol, a estrutura da zona de transição entre a camada cromosférica e a coroa, bem como as duas teorias de aquecimento da coroa atualmente aceites - ondas sonoras e reconexão magnética. O artigo salienta ainda que não existe uma explicação quantitativa completa para este problema, sendo necessários mais dados observacionais e investigações aprofundadas para o resolver.

Por que a temperatura da coroa é, paradoxalmente, mais alta do que a temperatura da superfície do Sol?

O núcleo do Sol é uma enorme fornalha superaquecida a 15 milhões de Kelvin, onde as reações nucleares geram uma enorme quantidade de energia, que se espalha do centro para o exterior, diminuindo gradualmente a temperatura, até atingir os 5.800 Kelvin na superfície do Sol. No entanto, os cientistas descobriram um fenómeno estranho no exterior da superfície do Sol: à medida que aumenta a distância da superfície do Sol, a temperatura aumenta. A coroa é uma estrutura de plasma de grande extensão na camada externa do Sol, com uma densidade de apenas 1/10^12 da camada fotosférica, mas as medições indicam que a temperatura pode chegar aos 1 a 3 milhões de Kelvin! Entre a camada fotosférica e a coroa, existe uma "zona de transição" com uma espessura que varia entre os dez quilómetros e centenas de quilómetros, onde a temperatura aumenta repentinamente. Do ponto de vista termodinâmico, é difícil explicar um fenómeno deste tipo, como se uma lâmpada pudesse aquecer o ar circundante a uma temperatura superior à da própria lâmpada. Por conseguinte, é necessário procurar mecanismos de aquecimento não termodinâmicos.

Ao longo das últimas décadas, os cientistas propuseram várias teorias sobre o aquecimento da coroa, sendo as duas teorias atualmente mais aceites o aquecimento por ondas sonoras e a reconexão magnética. A teoria do aquecimento por ondas sonoras foi proposta em 1949. O Sol é um plasma superaquecido repleto de campos magnéticos, pelo que as ondas magnéticas e as ondas de Alfvén, que descrevem as flutuações do plasma nos campos magnéticos, são consideradas os modos de onda mais importantes do Sol. As perturbações da estrutura de grãos de arroz ou de grãos de arroz gigantes na fotosfera solar produzem estas duas ondas, que podem transportar energia e atravessar a atmosfera externa do Sol, transformando a energia em calor sob a forma de ondas de choque.

Outro possível mecanismo de aquecimento é a teoria da reconexão magnética. O campo magnético do Sol induz correntes elétricas na coroa, que conseguem manter as linhas de campo magnético formando círculos magnéticos independentes. No entanto, nestas condições, as correntes podem colapsar repentinamente, permitindo que o campo magnético seja reconectado a outros pólos magnéticos, um processo denominado "reconexão magnética", durante o qual é libertada muita energia sob a forma de calor e de ondas. Existem milhões de pequenas áreas magnetizadas na superfície do Sol, que são constantemente agitadas por grãos de arroz, pelo que o campo magnético da coroa tem de "reconectar-se" constantemente a este "tapete magnético", produzindo uma quantidade significativa de energia térmica.

No entanto, até agora, sabemos apenas que este mecanismo de aquecimento está definitivamente relacionado com o campo magnético, mas não existe uma teoria que consiga quantificar de forma ideal a alta temperatura da coroa. A solução definitiva pode exigir a combinação de duas ou mais teorias. Este enigma ainda aguarda mais observações e uma reflexão mais aprofundada para ser resolvido.