Flores de ouro na pele do sol

Veja a imagem acima. O que lhe parece? Um jardim incendiado? Pétalas, plumas, pequenas folhas encrespadas sendo dissolvidas pelo fogo? Sob essa luz dourada, o que se vê é flor, chama ou ouro derretendo? Seriam células, cristais ou organismos marinhos iluminados por uma impossível estrela? Delicadas partes parecem vivas; outras, quase carbonizadas. Alfa e ômega, nascimento e destruição, vida e morte enlaçadas numa só imagem.

Na realidade, trata-se da superfície do nosso Sol, capturada pelos cientistas do National Solar Observatory, nos Estados Unidos. A imagem obtida pelo Telescópio Solar Daniel K. Inouye, no Havaí, e divulgada ontem é revolucionária. Vista da Terra, a superfície do Sol parece uniforme. As imagens que até ontem conhecíamos também a mostravam muito mais lisa, pois careciam de nitidez.

As novas imagens mostram outra realidade, que os cientistas já sabiam mas nunca tinham visualizado: um ambiente em permanente movimento, atravessado por campos magnéticos, ondas e redemoinhos, pequenos fenômenos capazes de ajudar a explicar algumas das maiores explosões do Sistema Solar.

Se nos valermos de alguma poesia (e a Astronomia sempre me remete a algo grandiosamente poético), veremos na exuberância desta nova imagem um espelho do ciclo que rege toda vida: calor, beleza, um quê de ameaça. Uma beleza intensa que carrega algo de incêndio. Mas, deixemos de poesia. Abaixo está a reportagem completa, logo após o vídeo.

Imagem inédita revela pequenos “redemoinhos” que podem ajudar a explicar as explosões do Sol

Fenômeno previsto há mais de um século foi observado pela primeira vez, em alta resolução, na superfície solar e pode lançar luz sobre a origem das erupções que afetam satélites, GPS e redes elétricas na Terra

A descoberta foi anunciada ontem (5/08) pelo Observatório Solar Nacional da Fundação Nacional de Ciências dos Estados Unidos, o NSF NSO, e publicada na revista científica Nature.

A observação foi realizada com o Telescópio Solar Daniel K. Inouye, instalado na ilha de Maui, no Havaí. Com um espelho de quatro metros de diâmetro, ele é o maior telescópio solar do mundo e foi projetado para revelar estruturas da superfície do Sol que, até agora, eram pequenas demais para serem vistas com clareza.

A equipe internacional responsável pelo estudo reuniu pesquisadores do Observatório Solar Nacional, do Observatório de Alta Altitude do NSF NCAR e do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar, na Alemanha.

Ondas que se transformam em redemoinhos

O fenômeno identificado nas imagens é chamado de instabilidade de Kelvin–Helmholtz. Ele ocorre quando duas camadas de fluido passam uma pela outra em velocidades diferentes. O movimento produz um cisalhamento na região de contato entre as camadas, fazendo com que pequenas perturbações cresçam e se transformem em ondas ou vórtices.

O efeito pode ser observado, por exemplo, em ondas formadas pelo vento na superfície de lagos e oceanos e em determinados tipos de nuvens. Também aparece nas atmosferas de planetas gigantes, como Júpiter e Saturno, e na interação entre o vento solar e os campos magnéticos dos planetas.

Embora tenha sido formulada teoricamente por Lord Kelvin e Hermann von Helmholtz por volta de 1870, essa instabilidade nunca havia sido identificada de maneira inequívoca e com alta resolução na fotosfera solar.

A descoberta foi possível porque o Telescópio Inouye conseguiu registrar pequenos padrões espiralados nas bordas das regiões magnéticas do Sol. Em vídeos produzidos em sequência temporal, essas estruturas aparecem e se movimentam como ondas minúsculas ou redemoinhos.

“É um grande avanço em nossa compreensão da dinâmica e da evolução do plasma solar e estelar”, afirmou David Boboltz, vice-diretor do Observatório Solar Nacional.

O Sol não é composto por matéria sólida. É formado principalmente por plasma — um estado da matéria no qual os átomos estão ionizados e interagem intensamente com campos elétricos e magnéticos.

Por isso, os movimentos observados em sua superfície não são apenas deslocamentos de matéria. Eles também podem alterar, torcer e reorganizar o campo magnético solar.

O possível “motor” da atividade solar

Os cientistas acreditam que os novos redemoinhos podem ajudar a responder a uma questão antiga: o que faz com que as linhas do campo magnético do Sol se torçam e acumulem tanta energia? A principal explicação atualmente é conhecida como entrelaçamento de fluxo magnético.

As linhas do campo magnético podem ser imaginadas como fios que se enrolam uns nos outros. À medida que esses fios se torcem, o sistema se torna cada vez mais tenso e instável, de maneira semelhante a uma trança muito apertada.

Em determinado momento, as linhas podem se romper e voltar a se conectar em uma nova configuração. Esse processo, chamado reconexão magnética, libera rapidamente a energia acumulada.

É essa energia que pode alimentar fenômenos que vão de pequenas nanoflares a grandes erupções solares, jatos de plasma e ejeções de massa coronal.

Até agora, porém, os pesquisadores não compreendiam inteiramente o que colocava em movimento o processo inicial de torção e entrelaçamento das linhas magnéticas.

Segundo o novo estudo, os redemoinhos produzidos pela instabilidade de Kelvin–Helmholtz podem ser parte dessa resposta. Como parecem surgir continuamente em regiões onde o campo magnético é suficientemente intenso, eles podem funcionar como uma espécie de “motor cotidiano”, mantendo as linhas magnéticas em movimento e contribuindo para o acúmulo de energia.

Por que isso importa para a Terra?

As erupções solares e as ejeções de massa coronal estão entre os principais responsáveis pelo chamado clima espacial. Quando partículas e campos magnéticos lançados pelo Sol atingem a Terra, podem produzir auroras, mas também provocar perturbações em satélites, sistemas de comunicação, redes de energia elétrica e serviços de navegação por GPS.

Compreender os pequenos processos que acontecem na superfície solar é, portanto, fundamental para melhorar os modelos usados na previsão desses eventos.

Os redemoinhos observados são extremamente pequenos quando comparados ao tamanho do Sol. A distância média entre eles, chamada pelos cientistas de “comprimento de onda da instabilidade”, ficou entre aproximadamente 50 e 65 quilômetros.

Na escala solar, isso é minúsculo: o diâmetro do Sol é de cerca de 1,4 milhão de quilômetros, o que explica por que estruturas dessa dimensão permaneceram invisíveis durante tanto tempo.

Observações e simulações contaram a mesma história

Para confirmar que as estruturas registradas eram realmente produzidas pela instabilidade de Kelvin–Helmholtz, os pesquisadores não se limitaram às imagens do telescópio. A equipe comparou as observações com simulações computacionais altamente detalhadas da fotosfera solar.

Essas simulações foram produzidas com o sistema MURaM, um código especializado em magneto-hidrodinâmica radiativa desenvolvido e mantido por equipes internacionais, entre elas pesquisadores do Instituto Max Planck e da Universidade de Chicago.

Os modelos usam equações fundamentais da física para reproduzir o comportamento do plasma, da radiação e dos campos magnéticos na atmosfera solar.

Nas simulações, os cientistas encontraram dezenas de estruturas semelhantes às observadas pelo telescópio: pequenos vórtices surgindo nas bordas de concentrações magnéticas, com distâncias, formas e movimentos praticamente iguais aos registrados nas imagens reais.

A superfície do Sol está em constante movimento, num processo conhecido como granulação solar. O plasma quente sobe, esfria e volta a descer, criando células que fazem a fotosfera parecer borbulhar.

De acordo com o estudo, essa granulação interage com as estruturas magnéticas e cria regiões nas quais camadas vizinhas de plasma se deslocam em velocidades diferentes, exatamente a condição necessária para o surgimento da instabilidade de Kelvin–Helmholtz.

Além dos vórtices, os pesquisadores identificaram faixas escuras extremamente finas e velozes, chamadas de estriações.

A concordância entre as observações, as simulações computacionais e a teoria analítica levou a equipe a concluir que tanto os redemoinhos quanto essas estriações são produzidos pela mesma instabilidade.

O mistério da coroa solar

A descoberta também pode ajudar os cientistas a compreender outro antigo enigma da física solar: por que a atmosfera externa do Sol é muito mais quente do que sua superfície?

A fotosfera tem uma temperatura de aproximadamente 5.500 °C. A coroa solar, localizada muito acima dela, pode atingir temperaturas superiores a um milhão de graus. Esse aparente paradoxo é conhecido como o problema do aquecimento da coroa.

Para Thomas Rimmele, diretor de tecnologia do National Solar Observatory, a instabilidade de Kelvin–Helmholtz provavelmente é um dos mecanismos que contribuem para transportar energia em direção às camadas superiores da atmosfera solar.

Os redemoinhos também parecem misturar de maneira eficiente o plasma magnetizado e o não magnetizado. Essa mistura favorece a difusão dos campos magnéticos pela atmosfera solar, um processo importante para compreender como o magnetismo do Sol se transforma e se dissipa ao longo do tempo.

O campo magnético solar é produzido por processos de dínamo no interior da estrela. Esses processos convertem parte da energia de rotação do Sol em energia magnética.

Mas o ciclo magnético solar dura cerca de 11 anos — um período relativamente curto em termos astronômicos. Para que esse ciclo aconteça, o fluxo magnético precisa ser dissipado com grande eficiência.

Os modelos existentes ainda têm dificuldade para explicar como essa difusão ocorre tão rapidamente.

Segundo David Kuridze, astrônomo do Observatório Solar Nacional, a instabilidade agora observada pode fornecer parte da “difusão magnética que faltava” aos modelos.

O que os cientistas farão agora?

A próxima etapa da pesquisa será desenvolver e usar programas capazes de identificar automaticamente os pequenos vórtices nas grandes quantidades de dados produzidas pelo Telescópio Inouye.

Os pesquisadores querem descobrir com que frequência essas estruturas aparecem, quanto tempo duram e quanta energia conseguem transportar para as regiões superiores da atmosfera solar.

Também pretendem calcular com maior precisão o papel dos redemoinhos na dispersão dos campos magnéticos nas camadas mais baixas da atmosfera.

“Para compreender o clima espacial dinâmico que afeta a Terra, precisamos enxergar os processos de pequena escala que o impulsionam”, disse Jacqueline Keane, diretora de programa da Fundação Nacional de Ciências para o Observatório Solar Nacional.

Durante décadas, acrescentou ela, observar vórtices tão pequenos esteve além da capacidade dos telescópios solares.

A combinação de um espelho de quatro metros com instrumentos ópticos de última geração permitiu, finalmente, revelar detalhes que até então permaneciam ocultos.

O estudo, intitulado Ubiquitous Kelvin-Helmholtz Instabilities Driving Plasma Mixing on the Sun — “Instabilidades de Kelvin–Helmholtz onipresentes impulsionam a mistura de plasma no Sol”, em tradução livre — foi publicado na revista Nature.

Leia abaixo a informação completa, divulgada à imprensapelo National Solar Observatory (Fonte e texto original, em inglês).

Telescópio Solar Inouye da NSF obtém a primeira imagem de alta resolução da instabilidade de Kelvin–Helmholtz na fotosfera solar

Boulder, Colorado — 5 de agosto de 2026 — O Observatório Solar Nacional da Fundação Nacional de Ciências dos Estados Unidos (NSF NSO) anunciou hoje uma descoberta revolucionária no campo da física solar, que poderá transformar fundamentalmente nossa compreensão dos mecanismos físicos responsáveis pela atividade solar e por seus efeitos sobre a vida na Terra.

Uma equipe internacional de pesquisadores do NSO, do Observatório de Alta Altitude do NSF NCAR (HAO) e do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar, na Alemanha (MPS), descobriu a presença da instabilidade de Kelvin–Helmholtz — KHI, na sigla em inglês — na forma de pequenos padrões espiralados, semelhantes a redemoinhos, na superfície do Sol, conhecida como fotosfera.

A pesquisa, publicada na revista Nature, baseia-se em dados coletados com o maior telescópio solar do mundo, o Telescópio Solar Daniel K. Inouye da NSF, construído e operado pelo NSO na ilha de Maui, no Havaí.

O vídeo em lapso de tempo e as imagens divulgadas hoje revelam uma paisagem solar diferente de tudo o que já havia sido observado: pequenos redemoinhos dinâmicos aparecem por toda parte nas bordas das regiões magnéticas. Isso permitiu a identificação inequívoca da instabilidade de Kelvin–Helmholtz na fotosfera, oferecendo a primeira confirmação experimental de um fenômeno há muito previsto pela teoria, mas que somente pôde ser revelado graças à elevada resolução espacial do Telescópio Solar Inouye.

“Acreditamos que a descoberta da instabilidade de Kelvin–Helmholtz na fotosfera solar, sustentada pela análise de simulações numéricas, representa um grande avanço em nossa compreensão da dinâmica e da evolução do plasma solar e estelar, e servirá de base para futuras descobertas.”— Dr. David Boboltz, vice-diretor do Observatório Solar Nacional.

Entendendo a instabilidade de Kelvin–Helmholtz

A instabilidade de Kelvin–Helmholtz é um efeito provocado pelo movimento de fluidos. Ela ocorre quando dois fluidos deslizam um sobre o outro em velocidades diferentes, criando um “cisalhamento” na região de contato. Isso faz com que pequenas perturbações cresçam até se transformarem em impressionantes vórtices ondulatórios ou espiralados, semelhantes a ondas do oceano prestes a quebrar.

Desde que foi formulada originalmente por Lord Kelvin e Hermann von Helmholtz, por volta de 1870, essa instabilidade tem sido observada e investigada em diversas áreas da física, entre elas a dinâmica dos fluidos, a meteorologia, a oceanografia, a heliofísica e a astrofísica.

O fenômeno pode ser observado em escalas muito diferentes: em pequenas ondas de lagos e oceanos sob a ação do vento; em formações de nuvens na Terra; nas atmosferas de gigantes gasosos como Júpiter e Saturno; e na interação do vento solar com as magnetosferas dos planetas do nosso Sistema Solar.

Vórtices como motores dos eventos explosivos do Sol

Os vórtices espiralados do plasma solar magnetizado vêm despertando interesse crescente entre os físicos solares. Eles podem constituir uma fonte eficaz de energia magnética livre, responsável por alimentar grandes manifestações da atividade solar — desde minúsculas nanoflares até enormes erupções solares, jatos e ejeções de massa coronal.

Esses fenômenos estão entre os principais responsáveis pelo clima espacial e podem provocar graves perturbações em nossa infraestrutura tecnológica moderna, incluindo redes de energia elétrica, satélites, sistemas de navegação por GPS e comunicações globais.

A principal teoria para explicar como o Sol acumula energia magnética é chamada de entrelaçamento de fluxo magnético. À medida que as linhas do campo magnético se torcem umas ao redor das outras — como fios de cabelo sendo trançados —, formam uma configuração tensa e instável.

Quando essa tensão é liberada rapidamente, as linhas magnéticas emaranhadas “se rompem”, cruzam umas sobre as outras e voltam a se conectar em novas configurações, num processo chamado reconexão magnética. Essa reorganização repentina libera uma explosão de energia enquanto o sistema retorna a um estado mais calmo e de menor energia.

O que os cientistas ainda não compreendem inteiramente é o que faz com que esse processo de torção e entrelaçamento se inicie.

A nova descoberta — os pequenos padrões espiralados produzidos pela instabilidade de Kelvin–Helmholtz — pode fazer parte da resposta. Como os redemoinhos parecem ocorrer constantemente e por toda a superfície do Sol onde existe um campo magnético suficientemente forte, eles podem funcionar como uma espécie de “motor” cotidiano, responsável por continuar torcendo as linhas do campo magnético e colocando todo o processo em movimento.

“Estamos apenas começando a reconhecer o amplo impacto que a descoberta da instabilidade de Kelvin–Helmholtz terá sobre nossa compreensão da relação entre o movimento do plasma magnetizado e o transporte e a liberação de energia para a atmosfera solar superior.” — Dr. Friedrich Wöger, cientista sênior do Observatório Solar Nacional.

Observações do Inouye, simulações e teoria estão de acordo

No artigo publicado na Nature, a equipe analisou e comparou as observações de alta resolução realizadas pelo Telescópio Inouye com simulações computacionais da fotosfera solar, produzidas com um código altamente especializado, desenvolvido e mantido por equipes internacionais que incluem o HAO e o MPS.

Esse sistema é conhecido como MHD Radiativa MURaM, do MPS e da Universidade de Chicago.

As simulações computacionais fornecidas pelo HAO são construídas a partir de equações físicas fundamentais que descrevem os processos que ocorrem na atmosfera solar e constituem uma ferramenta importante para a interpretação dos dados científicos.

Elas permitem que os pesquisadores “vejam” fenômenos difíceis ou impossíveis de medir diretamente por meio da observação, oferecendo informações sobre processos que, de outra forma, permaneceriam ocultos.

Neste trabalho, os cientistas encontraram dezenas de estruturas semelhantes a vórtices ao longo das bordas das regiões magnéticas, tanto nas observações quanto nas simulações, apresentando características e comportamentos impressionantemente semelhantes.

Por exemplo, a distância média entre os vórtices — conhecida como “comprimento de onda da instabilidade” — variou entre 50 e 65 quilômetros em ambos os casos.

O estudo mostra que a superfície do Sol, constantemente borbulhante — fenômeno conhecido como granulação solar —, interage com estruturas magnéticas e cria regiões nas quais camadas vizinhas se movem em velocidades diferentes. Isso estabelece as condições necessárias para desencadear a instabilidade de Kelvin–Helmholtz.

“É extremamente empolgante constatar que as observações de maior resolução já realizadas da fotosfera solar revelaram um novo regime dinâmico, na forma de vórtices de Kelvin–Helmholtz nas bordas das concentrações de campo magnético. Essas observações também oferecem a validação de maior resolução já obtida para simulações magneto-hidrodinâmicas solares, e a concordância nos detalhes físicos é impressionante.”

— Dr. Matthias Rempel, cientista sênior do Observatório de Alta Altitude.

As análises avançadas das observações realizadas pelo Inouye e das simulações computacionais, somadas à concordância com a teoria analítica, levaram a equipe à conclusão de que os vórtices espiralados e as faixas escuras extremamente finas e velozes — chamadas de “estriações” — identificados tanto nas observações quanto nas simulações são, sem dúvida, produzidos pela instabilidade de Kelvin–Helmholtz.

Implicações para a atmosfera solar e para o mistério do aquecimento da coroa

“A instabilidade de Kelvin–Helmholtz é provavelmente um dos mecanismos que contribuem para o aquecimento da atmosfera externa do Sol e faz parte da solução para o antigo enigma de por que as estrelas possuem coroas com temperaturas da ordem de um milhão de kelvins.”— Dr. Thomas Rimmele, diretor de tecnologia do Observatório Solar Nacional.

Os dados também mostram que esse efeito espiralado mistura de maneira eficiente o plasma magnetizado e o plasma não magnetizado na superfície do Sol, aumentando a dispersão ou difusão dos campos magnéticos através da atmosfera solar.

A difusão produzida pela instabilidade de Kelvin–Helmholtz é um fator fundamental utilizado pelos cientistas na construção de modelos destinados a prever como a atividade magnética se modifica ao longo do tempo — não apenas no Sol, mas também em outras estrelas.

“O campo magnético do Sol é gerado por processos de dínamo, que funcionam como gigantescos motores cósmicos, transformando a energia de rotação da estrela em campos magnéticos. No entanto, como o ciclo magnético solar dura apenas onze anos — uma escala de tempo extraordinariamente curta em termos cósmicos —, o fluxo magnético gerado precisa dissipar-se de maneira eficiente. Os modelos atuais têm dificuldade para explicar essa rápida difusão. A instabilidade de Kelvin–Helmholtz que descobrimos na fotosfera solar pode funcionar como uma fonte essencial dessa difusão magnética que faltava.”— Dr. David Kuridze, astrônomo do Observatório Solar Nacional.

Próximos passos

Os cientistas estão avançando agora para a próxima fase da análise, que inclui o uso de programas de computador capazes de detectar e estudar automaticamente esses padrões espiralados, com o auxílio dos dados de alta resolução obtidos pelo Telescópio Solar Inouye.

Essa nova etapa da pesquisa ajudará os cientistas de duas maneiras principais.

Primeiro, permitirá compreender melhor quanta energia essas instabilidades de Kelvin–Helmholtz conseguem transportar para as regiões mais elevadas da atmosfera solar, contribuindo para seu aquecimento.

Em segundo lugar, ajudará os pesquisadores a determinar com maior precisão o quanto essas instabilidades afetam a dispersão dos campos magnéticos nas camadas inferiores da atmosfera do Sol.

“Para compreender o clima espacial dinâmico que afeta a Terra, precisamos observar os processos de pequena escala que o impulsionam. Durante décadas, esses vórtices em escalas tão diminutas permaneceram fora de nosso alcance. Ao combinar um enorme espelho de quatro metros com instrumentos e sistemas ópticos de última geração, o Telescópio Solar Inouye da NSF oferece a resolução necessária para revelar pela primeira vez esses detalhes ultrafinos, possibilitando descobertas que antes estavam além de nossas capacidades.” — Dra. Jacqueline Keane, diretora de programa da NSF para o Observatório Solar Nacional.

O artigo que descreve o estudo, intitulado “Ubiquitous Kelvin-Helmholtz Instabilities Driving Plasma Mixing on the Sun” — em tradução livre, “Instabilidades de Kelvin–Helmholtz onipresentes impulsionam a mistura de plasma no Sol” — está disponível na revista Nature.

Sobre o Observatório Solar Nacional da NSF

A missão do Observatório Solar Nacional da Fundação Nacional de Ciências dos Estados Unidos é ampliar o conhecimento sobre o Sol, tanto como objeto astronômico quanto como a principal influência externa sobre a Terra, oferecendo à comunidade científica oportunidades de observação de última geração.

O NSO construiu e opera a mais ampla coleção mundial de telescópios solares ópticos e infravermelhos instalados em terra, além de instrumentos auxiliares. Entre eles estão a rede GONG da NSF e da NOAA, composta por seis estações espalhadas pelo mundo, e o maior telescópio solar do planeta, o Telescópio Solar Daniel K. Inouye da NSF.

Esses equipamentos permitem aos físicos solares investigar todos os aspectos do Sol: desde seu interior profundo até a fotosfera, a cromosfera, a coroa externa e o espaço interplanetário.

Também fornecem dados para a modelagem da heliosfera, a previsão do clima espacial e a pesquisa em astrofísica estelar, permitindo situar o Sol no contexto de outras estrelas e de seus respectivos ambientes.

Além da operação de instalações científicas de última geração, a missão do NSO inclui o desenvolvimento contínuo de instrumentos avançados, tanto internamente quanto por meio de parcerias, a realização de pesquisas solares e atividades de educação e divulgação científica.

O NSO é administrado pela Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia — AURA — por meio de um acordo de cooperação com a NSF.