Aditya-L1 e Proba-3 acompanham duas erupções solares e revelam padrões energéticos distintos

Duas erupções, duas histórias energéticas muito diferentes

Duas erupções solares observadas a 14 e 16 de setembro de 2025 permitiram a cientistas de Bengaluru e aos seus colaboradores internacionais analisar mais de perto a forma como o material que escapa do Sol distribui a sua energia entre movimento, calor e campos magnéticos. A erupção mais rápida deslocou-se a cerca de 645 quilómetros por segundo. A mais lenta avançou a cerca de 145 quilómetros por segundo, mas apresentou uma expansão inicial mais acentuada e uma proporção crescente de energia sob a forma de calor.

Os investigadores combinaram observações simultâneas do Aditya-L1, da Índia, e do Proba-3, da Agência Espacial Europeia. Os instrumentos observaram praticamente a mesma região junto ao Sol, mas recolheram diferentes tipos de informação: um mediu o espectro da luz emitida pelo gás quente, enquanto o outro produziu imagens que mostram a forma e o movimento da erupção.

Cientistas do Instituto Indiano de Astrofísica (IIA), em colaboração com físicos solares europeus e norte-americanos, utilizaram estas medições complementares para estimar a massa, a densidade e a energia das erupções. O seu estudo de observações coronográficas coordenadas, aceite para publicação na revista Astronomy & Astrophysics, apresenta as primeiras observações simultâneas de ejeções de massa coronal realizadas por estes dois instrumentos.

Uma ejeção de massa coronal, ou CME, é uma expulsão de plasma e campos magnéticos da camada mais exterior da atmosfera do Sol, chamada coroa. O plasma é um gás cujos eletrões se separaram dos átomos. Compreender o que acontece a este material perto do Sol ajuda os cientistas a explicar como uma erupção evolui à medida que se desloca pelo espaço.

Os dois acontecimentos permitiram uma comparação útil: a CME mais rápida deslocou-se cerca de 4,4 vezes mais depressa do que a mais lenta, mas as diferenças não se limitaram à velocidade. As variações na densidade e na energia mostraram a importância de combinar imagens com medições do gás quente.

Como os instrumentos observam a mesma região

O coronógrafo de emissão visível do Aditya-L1, conhecido como VELC, estuda a coroa entre cerca de 1,05 e 1,5 raios solares a partir do centro do Sol. O ASPIICS, sigla inglesa para Associação de Naves Espaciais para a Investigação Polarimétrica e por Imagem da Coroa Solar, a bordo do Proba-3, observa entre cerca de 1,1 e 3 raios solares.

Um raio solar corresponde à distância entre o centro do Sol e a sua superfície visível. Os instrumentos partilham, por isso, uma região de observação entre cerca de 1,1 e 1,5 raios solares, mesmo acima dessa superfície. Esta sobreposição permite aos investigadores comparar medições da mesma erupção enquanto esta ainda está perto da sua origem.

Os coronógrafos ocultam a face brilhante do Sol para tornar visível a coroa envolvente, muito mais ténue. O Proba-3 faz isso com duas naves espaciais que voam a cerca de 150 metros uma da outra. Uma projeta uma sombra sobre a outra, criando um eclipse artificial para o instrumento de observação.

O VELC, desenvolvido pelo IIA em colaboração com a Organização Indiana de Investigação Espacial (ISRO), fornece observações espectroscópicas. A espectroscopia separa a luz por comprimento de onda, permitindo aos cientistas analisar sinais específicos do material quente. O ASPIICS fornece imagens em luz branca e numa linha de emissão verde da coroa.

Porque é difícil medir as fases iniciais

A coroa interna é um local difícil para acompanhar uma erupção, porque é necessário observar material ténue que escapa perto do disco brilhante do Sol. Os instrumentos espaciais anteriores tiveram sucesso limitado no acompanhamento das primeiras fases de desenvolvimento de CMEs ténues, deixando lacunas nas medições da evolução da sua energia.

A ISRO descreveu o valor da combinação dos instrumentos num comunicado divulgado a 16 de outubro de 2026. A agência explicou que o VELC forneceu dados espectroscópicos, enquanto o ASPIICS obteve imagens de quase a mesma região da coroa:

Estas observações conjuntas proporcionam conhecimentos mais aprofundados sobre a evolução das CME do que as observações feitas por uma única nave espacial.

Os investigadores analisaram observações de julho a dezembro de 2025. Nesse período, identificaram apenas duas CMEs registadas em simultâneo pelos dois instrumentos, a 14 e 16 de setembro. O VELC captou ambas numa fase inicial, fornecendo medições complementares às imagens do ASPIICS.

O que revelam as imagens e os espectros

As observações em luz branca do ASPIICS permitiram à equipa estimar a massa e o volume das erupções, bem como a sua densidade numérica. A densidade numérica indica quantas partículas ocupam determinado volume. Acompanhar estes valores à medida que uma erupção sobe ajuda a perceber se o material se está a dispersar e a tornar menos denso.

As imagens também permitiram estimar a forma e o movimento das CMEs. Estas medições foram usadas nos cálculos da energia cinética, ou seja, da energia transportada pelo material em movimento. Tanto a massa como a velocidade são importantes: à mesma velocidade, uma erupção mais massiva transporta mais energia cinética, e o aumento da velocidade tem um efeito particularmente acentuado.

O VELC observou a linha de emissão verde do ferro, conhecida como Fe XIV, com um comprimento de onda de 5303 angströms. Este sinal provém de gás a cerca de dois milhões de graus. O seu espectro permitiu estimativas independentes da densidade numérica dos eletrões, da energia térmica e da extensão lateral da erupção, isto é, da sua largura na direção transversal à observação.

O instrumento mediu também a medida de emissão, uma grandeza relacionada com a quantidade e a densidade do material quente que contribui para a luz observada. Os investigadores usam-na, juntamente com pressupostos sobre a região emissora, para estimar as propriedades físicas do plasma.

As estimativas da massa e da energia térmica obtidas a partir do ASPIICS e do VELC coincidiram bem, apesar das diferenças entre os métodos de observação, os pressupostos geométricos e os cálculos físicos. A concordância entre métodos independentes permite confirmar valores difíceis de medir diretamente.

A erupção mais rápida transportou relativamente pouco calor

A CME de 14 de setembro deslocou-se a aproximadamente 645 quilómetros por segundo. As suas energias cinética e magnética estimada eram comparáveis, enquanto a energia térmica era muito menor. A energia térmica corresponde à energia associada ao movimento das partículas no gás, e não ao movimento da erupção como um todo.

O artigo científico situa a energia térmica quase duas ordens de grandeza abaixo da energia cinética, ou seja, em cerca de um centésimo desta; as descrições públicas dos resultados indicam que correspondia a cerca de 1% da energia total. A comparação específica do artigo é entre o calor e o movimento.

Durante a fase inicial observada desta erupção, a componente térmica relativamente pequena indicava um aquecimento limitado do plasma. A maior parte da energia estava associada ao movimento para o exterior e ao campo magnético, e não ao calor.

A erupção mais lenta expandiu-se mais acentuadamente

A CME de 16 de setembro deslocou-se a cerca de 145 quilómetros por segundo. A sua densidade diminuiu mais acentuadamente com a altitude do que a da erupção de 14 de setembro, indicando uma expansão inicial mais forte. À medida que o material ocupava um volume maior, diminuía o número de partículas por unidade de espaço.

A expansão e a velocidade de deslocação descrevem aspetos diferentes de uma erupção. Uma CME pode afastar-se do Sol mais lentamente e, ao mesmo tempo, expandir-se mais. Medir ambos os aspetos ajuda a explicar como a nuvem se transforma, em vez de a descrever através de uma única velocidade.

A erupção mais lenta também apresentou um padrão energético diferente. A sua energia térmica aumentou até se tornar comparável à energia cinética. Neste caso, o calor passou a representar uma parte substancial do balanço energético medido durante o período de observação.

Nas duas CMEs, a energia magnética estimada manteve-se comparável ou superior à energia cinética nas altitudes observadas. A energia magnética é a energia associada ao campo magnético transportado pelo material em erupção. Os investigadores calcularam-na com base nas propriedades observadas das CME e em pressupostos fundamentados na física, limitados pelas observações.

A comparação mostra a importância de medir várias propriedades em conjunto. A velocidade distinguiu de imediato os dois acontecimentos, mas as medições da densidade e da energia térmica revelaram outro contraste: a erupção mais lenta expandiu-se mais acentuadamente e desenvolveu uma componente térmica muito maior em relação ao seu movimento.

Do lançamento das missões às observações conjuntas

Ambas as missões chegaram ao espaço a bordo de veículos lançadores indianos, embora usem configurações diferentes para observar o Sol. O Aditya-L1 é a primeira missão solar dedicada da Índia. O Proba-3 é uma missão europeia que recorre ao voo de precisão de duas naves espaciais para criar as condições de observação.

• 2 de setembro de 2023: o Aditya-L1 foi lançado a bordo do PSLV-C57.
• 6 de janeiro de 2024: o Aditya-L1 entrou numa órbita de halo em torno do ponto L1 do sistema Sol-Terra, que permite observar o Sol continuamente.
• 5 de dezembro de 2024: o Proba-3 foi lançado a bordo do PSLV-XL, a partir de Sriharikota.
• De julho a dezembro de 2025: os investigadores analisaram o período de observação em que identificaram os dois registos simultâneos de CMEs.
• 14 e 16 de setembro de 2025: o VELC e o ASPIICS observaram as erupções analisadas no estudo.
• 16 de outubro de 2026: a ISRO divulgou o seu comunicado sobre os resultados conjuntos.

A região de observação partilhada estabelece uma ligação científica entre as missões. O VELC fornece informações sobre o plasma quente muito perto do Sol, enquanto o ASPIICS obtém imagens da região sobreposta e observa zonas mais distantes da coroa.

O que muda na compreensão do clima espacial

As CME são importantes para além da física solar, porque as erupções dirigidas para a Terra podem desencadear tempestades geomagnéticas. Estas perturbações podem afetar satélites, sistemas de navegação e comunicações. Os investigadores precisam, por isso, de compreender como evoluem as propriedades de uma erupção antes de esta chegar ao espaço mais vasto.

O estudo acrescenta medições de uma fase inicial que tem sido difícil de observar. Reúne massa, densidade, expansão e várias formas de energia na mesma análise, com estimativas independentes obtidas por instrumentos que usam métodos diferentes. Isso dá aos cientistas mais elementos para testar explicações sobre a evolução das CME.

Os dois acontecimentos constituem também exemplos concretos de diferentes evoluções energéticas perto do Sol. Um foi rápido e transportou relativamente pouca energia térmica; o outro foi mais lento, expandiu-se mais acentuadamente e desenvolveu uma energia térmica comparável à sua energia cinética. Os modelos das erupções têm de ter em conta estas diferenças.

O estudo centra-se nestas duas CME e na sua evolução inicial. Não foi anunciado qualquer serviço operacional de previsão nem uma data para aplicar os resultados às previsões. O resultado imediato é um conjunto de medições mais completo para estudar como as erupções solares adquirem e redistribuem energia.

Principais pontos

• O Aditya-L1 e o Proba-3 registaram as mesmas duas erupções solares a 14 e 16 de setembro de 2025.
• As erupções deslocaram-se a cerca de 645 e 145 quilómetros por segundo, respetivamente.
• A espectroscopia do VELC e as imagens do ASPIICS forneceram medições complementares do material junto ao Sol.
• Segundo o artigo científico, a energia térmica da CME mais rápida era cerca de um centésimo da sua energia cinética.
• A CME mais lenta expandiu-se mais acentuadamente e a sua energia térmica aumentou até igualar a energia cinética.
• Nos dois acontecimentos, a energia magnética estimada era comparável ou superior à energia cinética.
• Os resultados fornecem novas medições para compreender as fases iniciais das erupções solares.