Num impressionante espetáculo de superioridade celestial, cientistas descobriram vórtices de plasma nunca antes vistos a girar pela superfície do Sol. Porque, aparentemente, a gigantesca bola de fogo já não era suficientemente complicada.

A descoberta, cortesia de investigadores do Observatório Solar Nacional da Fundação Nacional de Ciência dos EUA (NSF NSO), do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar (MPS) na Alemanha, e do Observatório de Alta Altitude (HAO) nos EUA, usou o Telescópio Solar Daniel K. Inouye da NSF - o maior do mundo - para avistar estes pequenos tornados. O telescópio, situado no Havai, capturou imagens suficientemente detalhadas para expor movimentos de plasma que anteriormente eram invisíveis, para grande alívio dos físicos solares que estavam a ficar sem coisas para estudar.

"Para detetar os vórtices, precisávamos de resolver estruturas na superfície solar com cerca de 20 quilómetros de tamanho", disse o cientista do MPS Michiel van Noort, coautor do estudo. "É como tentar avistar uma moeda de um euro a 180 quilómetros de distância, mas com um telescópio em vez de binóculos de moeda." A equipa usou uma câmara de imagem de banda larga fornecida pelo MPS para alcançar esta façanha.

Estes vórtices aparecem ao longo dos limites dos grânulos - as características superficiais do Sol semelhantes a bolhas em ebulição que variam de 500 a 2.000 quilómetros de diâmetro. O plasma quente sobe, arrefece e desce, criando um padrão semelhante a líquido em ebulição. Agora, pela primeira vez, os cientistas resolveram estruturas semelhantes a franjas ao longo das bordas dos grânulos, que desenvolvem movimentos de turbilhão semelhantes a ondas do oceano a rebentar. Algumas destas franjas têm pouco mais de 20 quilómetros de largura, o que é aproximadamente o tamanho de uma pequena cidade, mas no Sol, isso é microscópico.

Os investigadores suspeitam que estes turbilhões são instabilidades de Kelvin-Helmholtz, um fenómeno familiar na dinâmica de fluidos quando dois fluidos se movem a velocidades diferentes, criando forças de cisalhamento que geram ondas e vórtices. Este mesmo processo ocorre na Terra em lagos, nuvens, e até nas atmosferas de Júpiter e Saturno, por isso o Sol está apenas a juntar-se à festa. Nos limites dos grânulos, camadas de plasma adjacentes viajam a velocidades diferentes, proporcionando as condições perfeitas para estas instabilidades.

Mas porque devemos nos importar com pequenos redemoinhos solares? Porque podem explicar como o Sol armazena e liberta energia magnética, incluindo através de nanofulgurações. As teorias atuais sugerem que a energia magnética se acumula à medida que as linhas de campo se torcem como uma mola em espiral, eventualmente libertando energia através de reconexão magnética. A grande questão tem sido o que torce essas linhas de campo em primeiro lugar. Estes vórtices, que aparecem continuamente onde o campo magnético é forte, podem ser os culpados, torcendo as linhas de campo como uma máquina de massa cósmica.

Além disso, os mini-vórtices são altamente eficazes a misturar plasma magnetizado e não magnetizado, ajudando os campos magnéticos a moverem-se da superfície para a atmosfera. Isto pode explicar o rápido ciclo magnético de 11 anos do Sol, que os modelos atuais têm dificuldade em justificar. Os vórtices podem ser a peça que faltava no puzzle, mostrando que processos minúsculos, no limite da nossa resolução, determinam significativamente a natureza da nossa estrela.

"Os vórtices de plasma recentemente descobertos demonstram impressionantemente como processos minúsculos - no limite do que podemos resolver usando todas as técnicas disponíveis - determinam significativamente a natureza da nossa estrela", disse Sami K. Solanki, diretor do MPS e coautor. Então, da próxima vez que vires um redemoinho na tua banheira, lembra-te: o Sol também os tem, e estão a fazer muito mais do que girar a tua água do banho.