Cientistas do NJIT Desvendam o Mecanismo por Trás da Geração de Raios Gama em Erupções Solares Intensas

Físicos solares do Centro de Pesquisa Solar e Terrestre do Instituto de Tecnologia de Nova Jersey (NJIT-CSTR) alcançaram um marco significativo na compreensão dos eventos mais energéticos do Sol. Eles estabeleceram definitivamente a origem da radiação gama de alta intensidade que irrompe durante as erupções solares mais potentes. Esta descoberta, detalhada na prestigiada revista Nature Astronomy, finalmente resolve um enigma científico de longa data relacionado aos sinais anômalos de radiação observados durante tais ocorrências.

O foco da investigação recaiu sobre uma erupção de Classe X8.2 que ocorreu no dia 10 de setembro de 2017. A análise minuciosa dos dados permitiu aos pesquisadores localizar, na coroa solar, especificamente na chamada Região de Interesse 3 (ROI 3), um aglomerado contendo trilhões de partículas. Estas partículas possuem energias que chegam a milhões de elétron-volts (MeV). Movendo-se a velocidades próximas à da luz, a energia dessas entidades é centenas ou até milhares de vezes superior àquela das partículas tipicamente ejetadas em erupções solares comuns.

O mecanismo crucial responsável pela produção dessa radiação gama, conforme determinado pelos cientistas, é o freamento de radiação, conhecido como bremsstrahlung. Este fenômeno ocorre quando elétrons de altíssima energia colidem com o material da atmosfera solar, liberando a energia na forma de raios gama. É, de fato, um processo de desaceleração violenta que gera a luz mais energética.

A empreitada científica contou com a colaboração de especialistas de ponta. Entre eles, o Professor de Física e autor principal, Gregory Fleishman, e o Diretor da EOVSA, Bin Chen, que atuou como coautor. Para obter resultados tão detalhados, foi essencial a sinergia entre os dados capturados pelo Telescópio de Raios Gama Fermi da NASA e o radiotelescópio terrestre do NJIT, o Extended Owens Valley Solar Array (EOVSA). O Fermi registrou a evolução temporal dos raios gama, enquanto o EOVSA forneceu imagens em micro-ondas, sensíveis à presença desses elétrons acelerados.

Este achado corrobora as teorias que postulam a capacidade do Sol de acelerar partículas carregadas a níveis energéticos extremos, utilizando a energia magnética acumulada que é subitamente liberada. Segundo as palavras de Gregory Fleishman, este avanço científico deve aprimorar substancialmente os modelos atuais de atividade solar, elevando, consequentemente, a precisão das previsões sobre o clima espacial. A relevância dessa melhoria se torna evidente com eventos recentes, como a forte tempestade geomagnética de maio de 2024, associada à região ativa NOAA 13664.

O próximo passo fundamental para a equipe de pesquisa é conseguir diferenciar, dentro dessas populações de partículas extremas, quais são elétrons e quais são pósitrons. Para atingir este objetivo, está prevista a modernização do EOVSA para a configuração EOVSA-15, com conclusão esperada para 2026. Esta nova capacidade permitirá a medição da polarização da radiação de micro-ondas, o que deverá fornecer a resposta definitiva sobre a natureza exata dessas partículas de alta energia. A limitação de observação contínua, imposta pela rotação solar de 28 dias, foi parcialmente mitigada em 2024 por dados coletados pela sonda Solar Orbiter da ESA durante o monitoramento da NOAA 13664.