Novo máximo solar pode resolver o enigma dos raios gama do Sol

Conceção artística do telescópio espacial nos raios gama, Fermi, da NASA

Conceção artística do telescópio espacial nos raios gama, Fermi, da NASA

NASA’s Goddard Space Flight Center/Chris Smith (USRA/GESTAR)

As regiões polares do Sol foram as mais ativas na emissão de radiação de alta energia durante o anterior máximo solar, um desequilíbrio ainda por explicar, e relatado pela primeira vez num estudo liderado por Bruno Arsioli, investigador do Instituto de Astrofísica e de Ciências do Espaço (IA), da Ciências ULisboa.

O Sol brilha intensamente na luz visível, mas qual é o seu aspeto nas energias mais elevadas da radiação eletromagnética? A imagem do Sol em raios gama é um retrato letal, felizmente oculto pela atmosfera da Terra e apenas visível a partir do espaço. Cada fotão transporta mil milhões de vezes mais energia do que o seu parente nos ultravioletas. Como é que a emissão regular de raios gama pelo Sol varia no tempo? E será possível relacioná-la com os períodos de eventos violentos a que assistimos na superfície da nossa estrela? Este novo estudo produziu um filme compacto com 14 anos de observação do Sol nos raios gama, uma ferramenta de visualização que revelou que, ao contrário da esperada distribuição uniforme destes fotões de alta energia, o disco solar pode ser mais brilhante nas regiões polares. Esta tendência para o brilho do Sol nos raios gama ser dominante nas latitudes mais elevadas é evidente durante o pico da atividade solar, como se viu em junho de 2014.

Os resultados podem contribuir para a compreensão do processo ainda desconhecido que faz com que o Sol brilhe dez vezes mais nos raios gama do que os físicos esperavam. Poderá também informar as previsões em meteorologia espacial.

Os raios gama solares são produzidos no halo da nossa estrela e em erupções solares, mas também são libertados pela sua superfície. Estes últimos foram o objeto deste estudo. “O Sol é bombardeado por partículas quase à velocidade da luz, vindas de fora da nossa galáxia e em todas as direções. Estes chamados raios cósmicos têm carga elétrica e são defletidos pelos campos magnéticos do Sol. Aqueles que interagem com a atmosfera solar geram um chuveiro de raios gama”, diz Bruno Arsioli.

Gráfico da densidade, codificada por cores, de raios gama
Gráfico da densidade, codificada por cores, de raios gama com energias entre 5 e 150 gigaeletrões-volt por fotão, emitidos pelo Sol entre outubro de 2013 e janeiro de 2015, e registados pelo telescópio Fermi-LAT, da NASA. É sobreposta a uma imagem em cores falsas do Sol na luz ultravioleta, obtida com o Solar Dynamics Observatory, da NASA, em dezembro de 2014
Fonte Arsioli e Orlando 2024 & NASA/SDO/Duberstein

Os investigadores pensavam que estes chuveiros tinham a mesma probabilidade de serem vistos em qualquer ponto do disco solar. O que este trabalho sugere é que os raios cósmicos podem interagir com o campo magnético do Sol e, assim, produzir uma distribuição de raios gama que não é uniforme em todas as latitudes da nossa estrela.

“Também detetámos uma diferença de energia entre os polos. No polo Sul há um excesso de emissões de maior energia, de fotões com 20 a 150 gigaeletrões-volt, enquanto que a maior parte dos fotões menos energéticos vêm do polo norte", acrescenta Bruno Arsioli. Os cientistas ainda não têm uma explicação para esta assimetria.

Os dados utilizados provêm de 14 anos de observações com o satélite nos raios gama Fermi Large Area Telescope (Fermi-LAT), entre agosto de 2008 e janeiro de 2022. Este período abrangeu um ciclo solar completo, desde um mínimo até ao seguinte, com o pico em 2014. Um dos desafios foi separar as emissões solares das numerosas outras fontes de raios gama no céu em fundo, atravessado pelo trajeto aparente do Sol. Bruno Arsioli e Elena Orlando produziram uma ferramenta para integrar todos os eventos de raios gama solares numa janela de tempo da ordem de 400 a 700 dias, podendo esta janela deslizar ao longo do período de 14 anos. Através desta visualização, os momentos de excessos polares tornaram-se óbvios, bem como a discrepância de energia entre o norte e o sul.

“O estudo das emissões de raios gama do Sol representa uma nova janela para investigar e compreender os processos físicos que ocorrem na atmosfera da nossa estrela. Quais são os processos que criam estes excessos nos polos? Talvez existam mecanismos adicionais que geram raios gama e que vão para além da interação dos raios cósmicos com a superfície do Sol”, conclui Bruno Arsioli.

“Em 2024 e no próximo ano vamos registar um novo máximo solar, e já começou outra inversão dos polos magnéticos do Sol. Esperamos, no final de 2025, reavaliar se a inversão dos campos magnéticos é seguida de um excedente nas emissões de raios gama dos polos”, afirma Bruno Arsioli. Elena Orlando, da Universidade de Trieste, INFN e Universidade de Stanford, e coautora deste estudo, acrescenta: “Encontrámos a chave para desvendar este mistério, o que sugere as direções futuras que devem ser tomadas. É fundamental que o telescópio Fermi funcione e observe o Sol nos próximos anos”.

Sérgio Pereira, do Grupo de Comunicação de Ciência do IA Ciências ULisboa
noticias@ciencias.ulisboa.pt
Filipe R. Ramos a dar aulas

Filipe R. Ramos, professor da Ciências ULisboa e investigador no Centro de Estatística e Aplicações da Universidade de Lisboa (CEAUL), visitou o Departamento de Matemática e Estatística da Universidade do Norte (UN), em Barranquilla, na Colômbia, entre 8 e 22 de fevereiro passado, no âmbito do intercâmbio que mantém com esta universidade e em particular com o professor Lihki Rubio, com quem está a escrever um livro sobre Machine Learning and Applications.

Herdade da Ribeira Abaixo

A inauguração da exposição de fotografia “Herdade da Ribeira Abaixo: 30 anos do coração da Serra de Grândola” realiza-se dia 24 de fevereiro, pelas 16h00, na Biblioteca e Arquivo do município de Grândola, e vai estar em exibição até 18 de março. Durante este fim de semana realiza-se ainda um Bioblitz na Herdade da Ribeira Abaixo. Esta estação de campo do cE3c, em estreita articulação com a Ciências ULisboa, situa-se no coração da Serra de Grândola, numa das mais vastas extensões de montado de sobro em Portugal.

conceção artística do telescópio espacial Euclid, e em fundo uma das primeiras imagens obtidas com este telescópio, do enxame de galáxias do Perseu

A 14 de fevereiro o telescópio espacial Euclid voltou-se para a constelação de Erídano, no hemisfério celeste austral, e durante 70 minutos recolheu a luz dessa região de céu escuro. O calendário de observações foi definido por uma equipa liderada pelo Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço. Mais de 27 mil fotografias irão constituir o mosaico do céu com a maior resolução alguma vez feita, serão mais de 15 biliões de pixéis. Ao fim de seis anos espera-se ter capturado a luz de mais de mil milhões de galáxias.

Batimetria do fundo do mar e topografia terrestre

Um novo estudo, recorrendo a modelos computacionais, prevê que uma zona de subdução atualmente na região do Estreito de Gibraltar se irá propagar para o interior do Atlântico e irá contribuir para a formação de um sistema de subdução atlântico – um anel de fogo atlântico. Este trabalho publicado pela Sociedade Geológica da América resulta de uma colaboração entre os professores da Ciências ULisboa – João Duarte e Filipe Rosas – e investigadores da Johannes Gutenberg University Mainz (Alemanha).

Minifloresta da Faculdade

A FCULresta - um dos projetos do Laboratório Vivo para a Sustentabilidade da Ciências ULisboa e que tem origem no projeto europeu "1Planet4All - Empowering youth, living EU values, tackling climate change" -, foi selecionada e destacada como um dos projetos com maior impacto do programa ‘DEAR: Development Education and Awareness Raising", financiado pela União Europeia.

Cartaz com fotografias de várias mulheres

Ciências ULisboa reconhece o papel fundamental exercido pelas mulheres e pelas raparigas na ciência e na tecnologia. No Dia Internacional de Mulheres e Raparigas na Ciência recordamos Glaphyra Silva Vieira, a primeira mulher assistente no Laboratório de Física da Ciências ULisboa, uma biografia da autoria de Maria da Conceição Abreu e Paula Contenças.

Conceção artística do telescópio espacial nos raios gama, Fermi, da NASA

As regiões polares do Sol foram as mais ativas na emissão de radiação de alta energia durante o anterior máximo solar, um desequilíbrio ainda por explicar, e relatado pela primeira vez num estudo liderado por Bruno Arsioli, investigador do Instituto de Astrofísica e de Ciências do Espaço, da Ciências ULisboa.

anfíbio

Após a República Checa, chegou a hora da cidade de Lisboa ser palco da próxima Conferência Europeia de Ecologia Tropical 2024. Jorge Palmeirim, professor da Ciências ULisboa, coordenador do grupo de Biodiversidade Tropical e Mediterrânica no cE3c, é o chairman desta conferência, que se realiza na Ciências ULisboa entre 12 e 16 de fevereiro.

Helena Gaspar e Alexandra M. Antunes, pormenor de estrutura molecular N-desetil-isotonitazeno em fundo

O Laboratório de Polícia Científica (LPC) da Polícia Judiciária (PJ) detetou uma nova droga sintética - o N-desetil-isotonitazeno. A identificação da droga sintética contou com a colaboração da Ciências ULisboa, no âmbito de um protocolo de cooperação entre o LPC-PJ e a Ciências ULisboa que visa a análise de novas substâncias psicoativas (NSP).

lareira tradiciobal a lenha

Um novo estudo mostra que o uso de lareiras tradicionais a lenha para o aquecimento da casa pode diminuir a esperança média de vida em até 1,6 anos, devido às partículas finas que são emitidas na combustão da lenha. Estes são resultados de um trabalho experimental de modelação computacional liderado pela Ciências ULisboa.

Raquel Conceição

Uma equipa de cientistas do Instituto de Biofísica e Engenharia Biomédica (IBEB) da Ciências ULisboa liderada por Raquel Conceição vai receber 1.5M€ para reforçar as suas áreas de capacitação em Imagiologia Médica por Micro-ondas (MMWI), no âmbito de um projeto Twinning, com o título “Bone, Brain, Breast and Axillary Medical Microwave Imaging Twinning (3BAtwin)”, realizado em parceria com a Universidade de Galway (Irlanda) e com o Politécnico de Turim (Itália).

Carlos Pires

Carlos Pires, professor da Ciências ULisboa e investigador do Instituto Dom Luiz, é o primeiro autor do artigo “Uma teoria geral para estimar a transferência de informação em sistemas não lineares”, publicado na Physica D: Nonlinear Phenomena, volume 458, em fevereiro, e no qual desenvolve um formalismo matemático de estimação da causalidade entre variáveis interatuantes.

Atividades na HortaFCUL, num Dia Aberto em 2015

Em outubro de 2024 a HortaFCUL assinala 15 anos de existência. Os resultados apresentados no relatório "Living the sustainable development: a university permaculture project as an ecosystem service provider - The HortaFCUL case study (2009-2023)" apresentam o impacto regenerativo e transformador da HortaFCUL.

Pessoa a observar o céu

De 15 a 18 de fevereiro, a Física está em destaque na cidade de Lisboa, no Encontro Nacional de Estudantes de Física (ENEF). Este é um evento que pretende reunir estudantes e profissionais na Ciências ULisboa, procurando dar uma perspetiva diferente do ensino da Física a nível universitário.

Revegetação com especies autoctones

“O projeto em curso no Lousal mostra que é possível conciliar a atividade de mineração com a devolução do território à natureza com o mínimo impacto possível”, escreve Jorge Buescu na crónica publicada na revista Ingenium n.º 183, referente ao primeiro trimestre de 2024.

Pontos de interrogação

 Vladimir Konotop, professor da Ciências ULisboa, participou num estudo publicado este mês na Nature Photonics - “Observação da Localização da Luz em Quasicristais Fotónicos” -, em colaboração com investigadores da Universidade Jiao Tong de Xangai (China) e da Academia de Ciências Russa  (Rússia).

Aluna a fazer uma apresentação numa sala de aula

Inês Sofia Cruz Dias e Ana Carolina Preto Oliveira, estudantes da Ciências ULisboa, apresentaram os seus relatórios da disciplina Voluntariado Curricular, 1.º semestre, no passado dia 22 de janeiro. Sensibilizar os estudantes para as temáticas da solidariedade, tolerância, compromisso, justiça e responsabilidade social e proporcionar-lhes oportunidades para o desenvolvimento de competências transversais são alguns dos objetivos do Voluntariado Curricular.

Cristina Simões, Fernando Antunes, José Pereira-Leal, Jorge Maia Alves, Andreia Valente, Hugo Ferreira, Rui Ferreira e Pedro Almeida

Os projetos Lusoturf e TAMUK são os vencedores da 1.ª edição do Concurso de Projetos de Inovação Científica, uma iniciativa promovida pela Ciências ULisboa e FCiências.ID, com o apoio do Tec Labs.

Membro da FLAD, Marcelo Rebelo de Sousa e José Ricardo Paula

José Ricardo Paula, investigador da Ciências ULisboa, vencedor do FLAD Science Award Atlantic 2023, teve a honra de receber o prémio pelas mãos do Presidente da República, Marcelo Rebelo de Sousa. Para o diretor da Ciências ULisboa, Luís Carriço, este prémio é um reconhecimento do mérito e da excelência da investigação que se faz na faculdade: “Estou muito orgulhoso, mas não estou surpreendido. O trabalho que o José Ricardo Paula desenvolveu é brilhante e o próprio Presidente da República fez questão de referir isso. O nosso investigador está de parabéns, bem como a faculdade”.

Ana Sofia Reboleira

O projeto “Barrocal-Cave: Conservation, monitoring and restoration assessment of the world-class cave biodiversity hotspot in Portugal foi distinguido com o 2.º lugar do Prémio Fundação Belmiro de Azevedo 2023. Ana Sofia Reboleira é a investigadora responsável por este projeto, que tem como instituição proponente a FCiências.ID.

Fotografia de Henrique Leitão

O Papa nomeou a 10 de janeiro o cientista Henrique Leitão como membro do Comité Pontifício de Ciências Históricas, informou o Vaticano. A Agência Ecclesia refere que o novo membro deste comité colaborou com o Secretariado Nacional dos Bens Culturais da Igreja, enquanto coautor do ‘Clavis Bibliothecarum‘ (2016), um levantamento de catálogos e inventários de bibliotecas da Igreja Católica em Portugal.

Fotografia de Beatriz Amorim

Beatriz Amorim foi premiada com uma bolsa Marie Sklodowska-Curie, uma iniciativa da Agência Internacional de Energia Atómica (AIEA, sigla em inglês). A estudante do último ano de mestrado em Engenharia Física, na Ciências ULisboa, participa a partir de 15 de janeiro e durante seis meses, num projeto inovador na Alemanha, no âmbito do Programa GET_INvolved do FAIR.

Henrique de Gouveia e Melo e Henrique Leitão

“As três últimas décadas foram excecionais para os estudos de História Marítima, da Ciência Náutica, da Cosmografia e da Cartografia portuguesas”, diz Henrique Leitão, investigador da Ciências ULisboa, a propósito da atribuição do Prémio Academia de Marinha 2023, ocorrido no passado dia 9 de janeiro, durante a Sessão Solene de Abertura do Ano Académico de 2024.

Membros da expedição em frente do RV Pelagia

A Ciências ULisboa destacou no passado mês de dezembro - na EurekAlert - uma história sobre um estudo, que relata evidências sem precedentes de respostas ecológicas do fitoplâncton calcificante à deposição de nutrientes fornecidos pela poeira do Sara. O trabalho publicado na Frontiers in Marine Science tem como primeira autora Catarina Guerreiro, micropaleontóloga e investigadora em bio geociências marinhas na Ciências ULisboa.

Cientista em gruta

Um estudo publicado na Scientific Reports e coordenado por Ana Sofia Reboleira, professora no Departamento de Biologia Animal da Ciências ULisboa e investigadora no Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais (cE3c), analisou mais de 100000 medições de temperaturas em grutas localizadas em diversas zonas climáticas, desde as tropicais às subárticas, passando por Portugal continental e ilhas.

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