A coroa solar, visível a olho nu apenas durante eclipses solares totais, fascina os cientistas há muito tempo. No entanto, a turbulência na atmosfera terrestre já havia borrado as imagens e dificultado a observação da coroa. Agora, porém, pesquisadores conseguiram eliminar esse borrão.
Cientistas do National Solar Observatory (NSO), da US National Science Foundation (NSF) e do New Jersey Institute of Technology, obtiveram imagens de alta resolução da coroa solar usando óptica adaptativa. Os resultados inovadores foram publicados recentemente em um artigo na revista Nature Astronomy.
A equipe desenvolveu um sistema especial de óptica adaptativa coronal que fornece as imagens e vídeos mais nítidos da estrutura fina da coroa até o momento. Os cientistas esperam que isso possibilite estudos mais aprofundados sobre aquecimento coronal, erupções solares e clima espacial.
O sistema de óptica adaptativa de 1,6 metro que possibilita as novas imagens foi batizado de Cona. Ele foi instalado no Telescópio Solar Goode, no Observatório Solar de Big Bear, na Califórnia, onde filtra o borrão causado pela turbulência do ar na troposfera.
A turbulência no ar degrada significativamente as imagens de objetos no espaço, como o nosso Sol, que vemos através dos nossos telescópios. Mas podemos corrigir isso – Dirk Schmidt, Cientista de Óptica Adaptativa da NSO e Gerente de Desenvolvimento.
Em um vídeo, a equipe de pesquisa documentou uma proeminência solar em rápida reestruturação, revelando fluxos sutis e turbulentos em seu interior. Tais proeminências aparecem como arcos ou laços luminosos que se estendem da superfície do Sol em direção ao espaço.
Um único quadro de um vídeo de lapso de tempo de quatro minutos mostra essa proeminência acima do Sol. A superfície parece fofa porque está coberta de espículas – jatos de plasma de curta duração cuja função ainda não é totalmente compreendida. No lado direito da imagem, a chamada chuva coronal pode ser vista caindo de volta na atmosfera solar.
Outro filme mostra como um delicado fluxo de plasma se forma e colapsa com a mesma rapidez. Essas imagens detalhadas revelam novas estruturas pela primeira vez, cujo significado ainda não está claro para os pesquisadores.
Os pesquisadores também conseguiram filmar uma forma de chuva coronal, um fenômeno no qual o plasma em resfriamento se condensa e cai de volta à superfície do Sol.
As gotas de chuva na coroa solar podem ter menos de 20 quilômetros de largura. Essas descobertas fornecem novos dados observacionais valiosos, cruciais para testar modelos computacionais de processos coronais — Thomas Schad, astrônomo do NSO.
A chuva coronal é puxada para baixo pela gravidade, assim como as gotas de chuva na Terra. Como o plasma é eletricamente carregado e segue as linhas do campo magnético, ele forma laços gigantes em vez de cair diretamente para baixo.
Uma imagem de um vídeo de lapso de tempo de 23 minutos está entre as imagens mais nítidas de chuva coronal até o momento. A análise revelou que algumas dessas formações têm menos de 20 quilômetros de largura.
A óptica adaptativa tem sido usada em grandes telescópios solares desde o início dos anos 2000 para capturar imagens do Sol com a resolução teoricamente máxima. No entanto, há uma exceção: embora tenha permitido a observação de alta resolução da superfície solar, não permitiu a observação da coroa. Aqui, a resolução atingiu apenas uma magnitude de 1.000 quilômetros ou menos, o que corresponde ao nível técnico de 80 anos atrás.
O novo sistema de óptica adaptativa para a coroa fecha essa lacuna de décadas, fornecendo imagens de estruturas coronais com uma resolução de 63 quilômetros — o limite teórico do Telescópio Solar Goode de 1,6 metros — disse Thomas Rimmele, tecnólogo chefe do NSO.
A equipe agora sabe como superar o limite de resolução imposto pela atmosfera terrestre. Para revelar ainda mais detalhes da atmosfera solar, eles planejam transferir a tecnologia para o Telescópio Solar Daniel K. Inouye, que está sendo construído em Maui, Havaí.
"Esta tecnologia inovadora, provavelmente implantada em observatórios ao redor do mundo, revolucionará a astronomia solar terrestre. O comissionamento da óptica adaptativa coronal inaugura uma nova era na física solar, prometendo muitas outras descobertas nos próximos anos e décadas", afirma Philip R. Goode, professor e pesquisador de física no NJIT-CSTR, ex-diretor do BBSO e coautor do estudo.
Observations of fine coronal structures with high-order solar adaptive optics. 27 de maio, 2025. Schmidt, et al.