Uma abordagem didática da natureza dos processos de aquecimento da atmosfera estelar

Abstract

O presente trabalho pretende, através de uma abordagem didática, resgatar aíntima ligação entre processos de propagação de ondas no plasma estelar e aquecimento coronal. Palavras-chave: aquecimento estelar, ondas sonoras, ondas magnetossônicas, ondas Alfvén.Using a pedagogical approach, this work aims at rescuing the intimate connection between the processes of wave propagation in plasma and the stellar coronal heating. Keywords: stellar heating, sound waves, magnetosonic waves, Alfvén waves. IntroduçãoO plasma, hoje conhecido como o quarto estado da matéria, foi identificado primeiramente (1879) por Sir. William Crookes em um tubo, tubo de Crookes, e inicialmente denominado de matéria radiante. A natureza dessa matéria radiante foi estudada por Sir. J.J. Thomson em 1897. Posteriormente, em 1927, Irving Langmuir designou de plasma. O plasma, constituinte essencial do universo,é um estado físico da matéria que se assemelha a um gás com grande número de partículas ionizadas. Essa presença de portadores de carga dá ao meio a característica de um condutor, portanto, capaz de responder a campos eletromagnéticos. Esse meio condutor exibe neutralidade macroscópica e seus elementos constitutivos apresentam comportamento coletivo devidoàs forças coulombianas de longo alcance. Um modelo simplificado para descrevê-lo, que adotaremos aqui,é o da magnetohidrodinâmica. Na magnetohidrodinâmica, o plasmaé tratado como umúnico fluido, contendo um formalismo que comporta as equações de conservação de massa, momentum e energia, uma lei de Ohm generalizada e as equações de Maxwell. Nesse contexto, objetivamos descrever, de forma didática, o intrigante processo de aquecimento coronal, sinalizando para a importância dos processos de transporte de energia associadosàs ondas em plasma. Como veremos, o plasma estelar, estando normalmente permeado por campos magnéticos, torna-se um ambiente natural para propagação de diversos tipos de ondas, como as que serão descritas posteriormente (sonoras, magnetosônicas e Alfvén). Esse artigo aborda o problema do aquecimento da atmosfera estelar numa linguagem que permite a inclusão dos leitores não familiarizados com astrofísica. Um grande esforço foi feito para agregar, num só espaço, formas didáticas de apresentar todas as ferramentas necessáriasà compreensão dos processos envolvidos. Tal esforço contempla o uso, sempre que possível, da força da analogia como instrumento didático, bem como, tenta apresentar, de forma detalhada, os desenvolvimentos matemáticos inerentes ao assunto. Uma contribuição extraà compreensão do processo de aquecimentoé dada na seção 5. Nessa seção, o leitor terá a oportunidade de ver quais parâmetros tornam-se relevante para o amortecimento dos diversos tipos de ondas e, com isso, mesmo dentro das limitações teóricas do desenvolvimento apresentado, poder inferir quais mecanismos podem ser mais eficientes dependendo do tipo de ambiente estelar. Assim, acredito contribuir, principalmente, com os estudantes de iniciação científica que, normalmente, esbarram em textos muito e...

La influencia del Sol en la Tierra y otros planetas:Clima espacial

“…La combinación entre rápida rotación del Sol joven y su fuerte campo magnético permite el transporte de momento a través de la heliosfera [22][23][24]. Actualmente el viento solar más tenue transporta momento angular o masa desde el Sol y este continúa dominando las condiciones del medio interplanetario, generando la espiral de campo magnético que impacta la magnetosfera terrestre de otros planetas de nuestro sistema solar [7] (Figura 2). El término magnetosfera fue descrito a mediados de 1900s por Gold.…”

“…La actividad magnética del Sol domina varios eventos eruptivos como llamaradas (flares) y las eyecciones de masa coronal (Coronal Mass Ejections (CMEs)) [5], así como las variaciones en el viento solar provenientes de la corona solar o región más externa del Sol (Figura 1). El viento solar proveniente de los huecos coronales (coronal holes), es definido como el flujo de partículas cargadas (electrones e iones) liberadas desde la corona solar [7,8]. Estas partículas interactúan con los planetas formando fenómenos como la aurora debido a la interacción con el campo magnético de cada planeta.…”

Assim na Terra como no céu: a teoria do dínamo como uma ponte entre o geomagnetismo e o magnetismo estelar

“…O papel da teoria do dínamo como elemento unificador na compreensão desse magnetismo amplia nossa percepção desse maravilhoso ingrediente participativo da evolução do Cosmo: "o campo magnético". A busca de entendimento dos processos de geração e manutenção desse magnetismo em diferentes escalas no Cosmo constitui um forte apelo ao estudo da magnetohidrodinâmica [25].…”