Você consegue colocar a mão dentro de um forno a 200ºC rapidamente sem se queimar, mas não em uma panela com água fervendo a 100ºC; conceito da física explica como sonda da NASA pode encostar no Sol

Se aproximar do Sol, um astro que pode chegar a uma temperatura de 15.000.000° C, pode parecer uma ideia impossível. Mas, pela primeira vez na história, uma nave “tocou” o sol. O fato aconteceu no último mês, quando a NASA informou que a sonda Parker Solar Probe entrou na camada mais externa da atmosfera solar e coletou amostras de partículas e campos magnéticos. O acontecimento superou as expectativas dos cientistas e pode ajudar a compreender a evolução do Sol e seus impactos sobre o Sistema Solar.

Entenda a missão da NASA para explorar o Sol

Lançada em 2018, a sonda estava a 13 milhões de km do centro do Sol quando entrou pela primeira vez na atmosfera solar e a 6,1 milhões de quilômetros da superfície solar. Pode parecer uma distância muito grande, mas para se ter uma ideia, a distância do Sol até a Terra é de 149,6 milhões de quilômetros. A nave foi lançada ao espaço em 2018 e busca entender melhor a coroa, a camada mais externa do Sol que se estende por milhões de quilômetros, transformando-se no vento solar.

Durante a missão, a nave espacial mergulhou para dentro e para fora da coroa algumas vezes e vai continuar se aproximando até sua órbita final em 2025. O objetivo da missão é entender melhor o clima espacial e como as partículas aceleradas pelo Sol afetam a vida no Sistema Solar.

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O que é vento solar?

Toda a missão realizada pela sonda está girando em torno de entender melhor a origem do vento solar e como ele é aquecido e acelerado através do espaço. Mas afinal, o que é o vento solar? O vento solar é um fluxo contínuo de partículas carregadas, principalmente prótons e elétrons, que são emitidos pela coroa solar e se espalham pelo espaço. Essas partículas viajam a velocidades que podem variar entre 300 a 800 km/s, com variações dependendo da atividade do Sol.

Acontece que essas partículas podem afetar as atividades na Terra, desde os satélites até as telecomunicações. Com ajuda das imagens captadas pela sonda durante a missão os cientistas descobriram que o vento solar representa, na verdade, dois fenômenos: os ventos solares rápidos e lentos, que se originam em diferentes regiões da coroa solar. O vento rápido pode ultrapassar a velocidade de 1,6 milhão de km/h e se origina na superfície visível do Sol. Já o lento, ainda pouco compreendido, viaja a metade da velocidade. É esse vento que pode interferir nos sistemas de comunicação da Terra, mas os cientistas ainda precisam se aprofundar nos estudos para entender o porquê.

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Por que a sonda da NASA não derrete?

A Parker foi projetada com escudo térmico de alta resistência, feito de um composto de carbono. Crédito: NASA/Johns Hopkins APL/Ed Whitman

Para entender por que a sonda não derrete tão próxima da coroa solar, é importante entender o conceito de temperatura. Temperatura é uma grandeza física que mede a energia cinética média do quão rápido as partículas estão se mexendo. Já o calor é a quantidade de energia que está sendo transferida para algum objeto.

A coroa do Sol é muito quente em termos de temperatura, porque as partículas lá se movem super rápido. Mas a coroa apresenta uma densidade muito baixa, ou seja, tem pouquíssimas partículas. Como tem poucas partículas para esbarrar na espaçonave, a quantidade de calor que chega até ela é pequena. Por essa razão (e algumas outras), a nave consegue resistir às temperaturas próximas ao Sol.

Para comparar, pense dessa forma: é como colocar a mão dentro de um forno bem quente versus colocar na água fervendo de uma panela. O forno pode ter o ar a 200 °C, e a água, 100 °C. Mas a água esquenta muito mais sua mão porque é mais densa, tem muito mais partículas encostando na sua pele e transferindo energia. O ar quente do forno tem menos partículas, então esquenta menos, mesmo sendo mais quente na temperatura.

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Como a sonda conseguiu encostar na camada externa da atmosfera solar?

Se o Sol é tão quente quanto dizem por aí, como a sonda da NASA conseguiu encostar na camada mais externa do astro? Tecnologia! A Parker Solar Probe foi projetada com escudo térmico de alta resistência, feito de um composto de carbono, capaz de resistir a temperaturas extremas. Além disso, apesar da alta temperatura, a sonda recebe pouca energia térmica na coroa devido a baixa densidade do plasma. A espaçonave resistiu a temperaturas de mais de 1 mil °C durante a manobra.

Para registrar a missão e coletar os materiais a sonda da NASA é equipada com quatro Wide-field Imager for Solar Probe (WISPR), um instrumento resistente à radiação que funciona como um telescópio e que tira fotos da coroa solar e da heliosfera interna.