Observação coordenada inédita entre o Proba-3/ASPIICS e o Aditya-L1/VELC mede massa, densidade e energia de duas ejeções de massa coronal a menos de três raios solares do Sol — e mostra que elas não seguem a mesma receita na hora de converter campo magnético em movimento e calor

Às 8h50 da manhã de 14 de setembro de 2025, pelo horário universal, uma bolha de plasma magnetizado se desprendeu da borda leste do Sol e começou a subir. Não era uma erupção excepcional, nada que fizesse soar alarmes nos centros de previsão de clima espacial, mas aquela nuvem tinha um público inédito. A cerca de 60 mil quilômetros da Terra, dois satélites europeus voavam em formação com precisão de frações de milímetro, um projetando sombra sobre o outro para fabricar um eclipse total sob encomenda. A 1,5 milhão de quilômetros dali, um observatório indiano estacionado no ponto de Lagrange L1 mantinha uma fenda apontada para a mesma região da coroa, colhendo a luz verde que o ferro emite quando é aquecido a quase 2 milhões de graus. Pela primeira vez, duas máquinas construídas em continentes diferentes assistiram juntas ao nascimento de uma tempestade solar, e pela primeira vez alguém conseguiu pesar essa tempestade, medir sua temperatura e estimar seu campo magnético no instante em que ela ainda mal havia se afastado da superfície.

O relato dessa observação acaba de ser publicado pela revista Astronomy & Astrophysics, assinado por dezenove pesquisadores liderados por Anjali Agarwal e Wageesh Mishra, do Instituto Indiano de Astrofísica, em Bengaluru, com colegas do Observatório Real da Bélgica, do Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA e de instituições da Itália, da República Tcheca, da França, da Romênia, da Alemanha, da Polônia e da Grécia. O trabalho descreve as primeiras observações coordenadas de ejeções de massa coronal feitas simultaneamente pelo coronógrafo ASPIICS, da missão Proba-3 da Agência Espacial Europeia, e pelo VELC, o coronógrafo da sonda Aditya-L1, da agência espacial indiana. Dois eventos, registrados em 14 e 16 de setembro de 2025, serviram de laboratório para responder a uma pergunta que a heliofísica carrega há décadas: como a energia de uma ejeção se reparte entre movimento, calor e campo magnético nos primeiros minutos de vida, quando ela ainda está na região da coroa que nenhum instrumento conseguia vigiar de forma contínua.

Ejeções de massa coronal são as maiores explosões do Sistema Solar. Em questão de horas, o Sol arremessa para o espaço nuvens de plasma com massas que costumam chegar a um bilhão de toneladas, atravessadas por campos magnéticos retorcidos e viajando a centenas ou milhares de quilômetros por segundo. Quando uma delas atinge a Terra, o resultado pode ir de auroras em latitudes incomuns a falhas em satélites, interferências em redes elétricas e riscos de radiação para astronautas. São, por isso, o principal motor do chamado clima espacial, e prever seu comportamento depende de entender o que acontece com elas desde o berço. O problema é que o berço é justamente a região mais difícil de observar: a coroa interna, a faixa que vai de pouco acima da superfície visível até cerca de uma vez e meia o raio do Sol, onde as ejeções sofrem sua aceleração mais violenta e onde a energia armazenada nos campos magnéticos é convertida em tudo o mais.

Essa dificuldade tem raízes físicas. A coroa é um milhão de vezes mais tênue que o disco solar, e para enxergá-la em luz visível é preciso bloquear o disco com um ocultador, como a Lua faz durante um eclipse total. Eclipses, porém, são raros e duram poucos minutos, o que torna impossível acompanhar uma ejeção ao longo de sua evolução. A alternativa tradicional é observar no ultravioleta extremo, mas essa emissão cai com o quadrado da densidade do gás, e a densidade despenca rapidamente com a altura; o resultado é que as estruturas somem da vista bem antes de entrarem no campo dos coronógrafos espaciais convencionais, cujos ocultadores precisam ser generosos para conter a luz do disco. O coronógrafo C1 do observatório SOHO, nos anos 1990, e o COR1 das sondas STEREO, a partir de 2006, cobriram parcialmente a lacuna, mas com cadências de 20 a 60 minutos no primeiro caso e de cerca de 5 minutos no segundo, baixa relação sinal-ruído e pouco alcance dinâmico, insuficientes para flagrar ejeções fracas e rápidas em plena aceleração.

A Proba-3 foi concebida para fechar essa lacuna de um modo que parecia ficção de engenharia. Lançada em 5 de dezembro de 2024 a bordo de um foguete indiano PSLV, a partir de Sriharikota, a missão da ESA é formada por dois satélites que voam em formação a cerca de 150 metros de distância um do outro. O primeiro, o Ocultador, carrega um disco de 1,4 metro de diâmetro; o segundo, o Coronógrafo, abriga o telescópio. Alinhados com o Sol ao longo de uma órbita muito alongada, que leva as naves a cerca de 60 mil quilômetros de altitude, eles reproduzem a geometria de um eclipse total por até seis horas seguidas a cada volta, com a sombra do disco pousando sobre a abertura do telescópio com precisão milimétrica. É um eclipse artificial em que a Lua foi substituída por um satélite, e a mecânica celeste que posiciona a Lua, por propulsores, sensores e software de navegação autônoma.

O instrumento que aproveita essa sombra é o ASPIICS, sigla em inglês para Associação de Espaçonaves para Investigação Polarimétrica e de Imageamento da Coroa do Sol. Ele observa a coroa entre aproximadamente 1,1 e 3 raios solares, contados a partir do centro do Sol, exatamente a faixa que separava as observações em ultravioleta extremo das imagens dos coronógrafos tradicionais. Trabalha com seis filtros distribuídos em três canais espectrais: uma banda larga de luz branca entre 5.363 e 5.658 ångströms, que inclui um filtro de brilho total e três filtros polarizados; uma banda estreita centrada na linha D3 do hélio, em 5.877 ångströms; e outra banda estreita centrada na linha verde do ferro treze vezes ionizado, o Fe XIV, em 5.304 ångströms, que traça plasma a cerca de 2 milhões de kelvin. A cadência chega a 30 segundos em luz branca e a 5 minutos na linha espectral, e a quantidade de luz espúria, a stray light, a luz que se espalha dentro do instrumento e contamina a imagem, é muito menor que em coronógrafos anteriores.

Do outro lado dessa parceria está a Aditya-L1, primeira missão solar da Índia, lançada em 2 de setembro de 2023 e instalada em janeiro de 2024 em órbita ao redor do ponto de Lagrange L1, a 1,5 milhão de quilômetros da Terra na direção do Sol. Seu instrumento principal é o VELC, o Coronógrafo de Linhas de Emissão no Visível, desenvolvido pelo Instituto Indiano de Astrofísica. Ao contrário do ASPIICS, que forma imagens, o VELC trabalha como espectrógrafo: quatro fendas retas, orientadas no sentido norte–sul, deixam passar a luz de estreitas faixas da coroa, que é então decomposta em comprimentos de onda. As fendas 1 e 4 observam, respectivamente, os bordos leste e oeste do Sol, e podem operar varrendo o campo ou fixas em uma posição, o modo sit-and-stare, literalmente “sentar e encarar”, em que a fenda permanece imóvel e registra a evolução temporal do que passa diante dela. É o primeiro instrumento espacial capaz de observar ejeções de massa coronal rotineiramente na linha verde do Fe XIV nas alturas críticas da coroa interna, entre 1,05 e 1,5 raio solar.

Essa linha verde carrega uma história que ajuda a entender por que ela é tão valiosa. Foi detectada pela primeira vez durante o eclipse total de 1869 e, por sete décadas, ninguém soube explicá-la. Como não correspondia a nenhum elemento conhecido, chegou-se a propor a existência de um elemento novo, o “corônio”. Só entre 1939 e 1941 o trabalho de Walter Grotrian e do físico sueco Bengt Edlén mostrou que ela nascia de átomos de ferro que haviam perdido treze de seus elétrons, algo que exige temperaturas da ordem de 2 milhões de graus. A linha verde foi, assim, a primeira prova de que a atmosfera do Sol é centenas de vezes mais quente que sua superfície, um paradoxo ainda não totalmente resolvido. Para o VELC e para o canal estreito do ASPIICS, ela funciona como um termômetro seletivo: o brilho do Fe XIV só aparece onde o plasma está perto de 1,8 milhão de kelvin, e sua intensidade informa quantos elétrons há ao longo da linha de visada.

Juntar os dois instrumentos não foi uma questão de simples agendamento. A equipe compilou todas as ejeções registradas pelo ASPIICS nos primeiros seis meses da fase nominal da missão, entre julho e dezembro de 2025, e encontrou mais de dez eventos. Como os ciclos de trabalho dos dois coronógrafos coincidem apenas em janelas limitadas, já que a Proba-3 só produz eclipses durante parte de cada órbita, perto do apogeu, somente duas ejeções foram capturadas por ambos ao mesmo tempo: as de 14 e 16 de setembro de 2025. Ambas constam do catálogo CDAW, mantido pela NASA a partir das imagens do coronógrafo LASCO-C2 do SOHO, com primeira detecção às 9h12 UT no dia 14 e às 4h24 UT no dia 16. O detalhe decisivo é que o ASPIICS e o VELC as viram bem antes disso, enquanto ainda estavam escondidas atrás do ocultador do LASCO, numa região que o veterano coronógrafo simplesmente não alcança.

Figura 1
Figura 1 Composição de imagens de diferença de base do ASPIICS (campo de visão em vermelho) com imagens de diferença corrida do LASCO-C2 (campo em magenta) para as ejeções de 14 de setembro (acima) e 16 de setembro (abaixo) de 2025, em três instantes. As caixas tracejadas amarelas marcam as ejeções estudadas; as caixas pontilhadas brancas, a área comum aos dois coronógrafos. O ASPIICS enxerga a estrutura escondida atrás do ocultador do LASCO.Crédito: Agarwal et al. 2026, Astronomy & Astrophysics, DOI 10.1051/0004-6361/202661733 · © ESO 2026

A ejeção de 14 de setembro nasceu perto da posição S15E90, isto é, quase exatamente sobre o bordo leste do Sol, 15 graus ao sul do equador, por volta das 8h50 UT, segundo as imagens em 211 ångströms do instrumento AIA do Observatório de Dinâmica Solar, com incerteza de cerca de 5 graus na localização. Era um evento estreito, com largura angular de cerca de 10 graus e extensão lateral de meio raio solar, mas veloz. O ASPIICS acompanhou sua frente ao longo de um ângulo de posição de 94,1 graus entre 9h22 e 9h29 UT, enquanto ela subia de 2,57 para 2,97 raios solares, com incerteza de apenas 1% nas medidas de altura, contra os 5% a 10% típicos das análises feitas com o SOHO e as STEREO.

A velocidade caiu suavemente de 665 para 620 quilômetros por segundo, com média em torno de 650, acima dos 562 quilômetros por segundo estimados pelo catálogo CDAW a partir do LASCO, provavelmente porque a ejeção continuou desacelerando ao se afastar. Retroprojetando essa velocidade, a equipe situou o início do evento em 8h55 UT, quase o mesmo instante em que o VELC viu o brilho da linha verde começar a crescer, às 8h56.

Figura 2
Figura 2 Imagens de diferença de base em luz branca da ejeção de 14 de setembro. À esquerda, os ângulos de posição (verde), os círculos de 2 e 3 raios solares (vermelho), o limbo (círculo amarelo), o centro do Sol (ponto amarelo) e a posição da fenda do VELC (linha magenta, centrada em 1,06 raio solar). No centro e à direita, a frente da ejeção rastreada ao longo do ângulo de posição de 94,1° no primeiro e no último instante observados.Crédito: Agarwal et al. 2026, Astronomy & Astrophysics, DOI 10.1051/0004-6361/202661733 · © ESO 2026

A ejeção de 16 de setembro foi um animal diferente. Originou-se perto de N05E55, a 5 graus ao norte do equador e 55 graus a leste do meridiano central, por volta das 3h50 UT, e surgiu nas imagens do ASPIICS às 4h01 UT acompanhada de uma segunda ejeção, quase simultânea, em outro ângulo de posição. Era tão tênue que foi preciso recortar um submapa do campo de visão para delimitar suas bordas. Sua frente foi seguida ao longo de 82,6 graus de ângulo de posição até 1,54 raio solar, às 4h10 UT, com largura angular de 20 graus e a mesma extensão lateral de meio raio solar da ejeção anterior, só que a uma altura bem menor, sinal de que se expandia depressa.

A velocidade, de 200 quilômetros por segundo no início, caiu para 120 e se estabilizou, com média de 145, próxima dos 166 quilômetros por segundo do CDAW. No canal verde do Fe XIV o ASPIICS a detectou a partir de 3h54 UT, e o VELC registrou o aumento de fluxo na mesma região a partir de 3h46 UT; nos dois eventos, os instantes de início inferidos pelos dois instrumentos concordam dentro de cerca de 20 minutos.

Figura 3
Figura 3 A ejeção de 16 de setembro vista pelo ASPIICS. Linha superior: ângulos de posição e contornos de referência (esquerda) e submapa ampliado da região da ejeção (direita), com a fenda do VELC em magenta. Linha do meio: rastreamento da frente (vermelho) em três instantes; no último quadro, a curva tracejada roxa marca a estrutura larga e rápida que pode ser outra ejeção. Linha inferior: a mesma frente no canal da linha verde do Fe XIV.Crédito: Agarwal et al. 2026, Astronomy & Astrophysics, DOI 10.1051/0004-6361/202661733 · © ESO 2026

Para transformar as imagens brutas em medidas físicas, o grupo partiu dos dados de nível 3, versão 02, do arquivo público do ASPIICS, já corrigidos de efeitos instrumentais, girados para alinhar o norte solar e limpos da coroa F, o brilho da luz solar espalhada pela poeira interplanetária. Restava eliminar a coroa K, a luz espalhada pelos elétrons da coroa quiescente, para isolar apenas a ejeção. A técnica é a das imagens de diferença de base: constrói-se uma imagem de referência da coroa em repouso e subtrai-se essa referência de cada quadro. Para o dia 14, a referência foi obtida tomando em cada pixel o valor mínimo ao longo de toda a passagem da ejeção, já que não havia imagem anterior ao evento; para o dia 16, tomando a mediana das imagens dos dez minutos anteriores ao início. Um filtro gaussiano suaviza o ruído, e a equipe verificou que ele altera a intensidade total em menos de 5% e a massa e a densidade derivadas em menos de 0,5%.

O que sobra nessas imagens é, essencialmente, luz do Sol refletida por elétrons livres, um processo chamado espalhamento Thomson. Cada elétron espalha uma quantidade de luz que a física conhece com exatidão e que depende apenas de sua posição em relação ao plano do céu. Dividir o excesso de brilho da ejeção pelo brilho de um único elétron fornece, portanto, o número total de elétrons na nuvem. Como o plasma coronal é composto de cerca de 90% de hidrogênio e 10% de hélio, cada elétron corresponde a 1,97 × 10⁻²⁴ grama de matéria, e multiplicar uma coisa pela outra dá a massa. Há correções a fazer: a ejeção de 16 de setembro propagava-se a 35 graus do plano do céu, e a de 14 de setembro, praticamente dentro dele, e o desconhecimento da profundidade da nuvem ao longo da linha de visada pode levar a subestimar a massa mesmo depois dessa correção. Para avaliar a incerteza do próprio traçado das bordas, os autores redesenharam os contornos várias vezes e encontraram variações de 10% a 20%, adotando 15% como valor representativo.

Os números são eloquentes. A ejeção de 14 de setembro continha entre 1,14 × 10³⁸ e 1,79 × 10³⁸ elétrons ao longo da faixa observada, o que corresponde a uma massa que cresceu de 2,2 × 10¹⁴ para 3,5 × 10¹⁴ gramas entre 2,57 e 2,97 raios solares; em unidades mais familiares, de 220 para 350 milhões de toneladas. A de 16 de setembro, mais modesta, foi de 2,67 × 10³⁷ a 7,9 × 10³⁷ elétrons, ou de 53 para 160 milhões de toneladas, entre 1,43 e 1,49 raio solar: sua massa mais que dobrou em poucos minutos.

Esse crescimento da massa com a altura, já descrito em estudos anteriores com outros instrumentos, costuma ser atribuído ao material que a ejeção arrasta da coroa à medida que sobe e à parte da estrutura que vai emergindo de trás do ocultador, e é mais pronunciado no evento do dia 16 justamente porque ele foi rastreado a partir de uma altura menor. Acima de 1,49 raio solar essa ejeção ficou difusa demais para ter as bordas identificadas, e a equipe passou a considerar sua massa constante até o último ponto rastreado, em 1,54.

Massa, sozinha, não basta: para obter densidade e energia térmica é preciso saber o volume da nuvem, e aí entra a geometria. Em vez da aproximação de cone, comum nesse tipo de estudo, os autores adotaram um setor esférico, algo como uma casquinha de sorvete cuja tampa não é plana, mas curva como um pedaço de esfera. O volume desse sólido depende da distância ao centro do Sol e da meia-largura angular da ejeção, e pode ser calculado a partir de duas medidas diretas nas imagens: a área projetada da nuvem e a altura da calota, que valia 0,23 raio solar para a ejeção do dia 14 e 0,14 para a do dia 16 na primeira altura rastreada.

As áreas projetadas eram de 2,6 × 10²¹ e 5,9 × 10²⁰ centímetros quadrados, e os volumes resultantes, de 2,2 × 10³¹ e 1,9 × 10³⁰ centímetros cúbicos, com incerteza de 15%. A escolha importa: um cone mudaria os volumes em até 50%, e uma esfera os inflaria em até 300% em relação ao cone, sem contar que o cone presume extensões radial e lateral iguais, algo que ejeções reais raramente respeitam.

Figura 5
Figura 5 Contornos (verde) usados para delimitar as ejeções de 14 de setembro (esquerda) e 16 de setembro (centro) e estimar sua massa; as linhas vermelhas verticais marcam a extensão lateral e as horizontais, a altura do setor. À direita, a geometria de setor esférico adotada para calcular o volume: a altura da calota (s), o raio heliocêntrico (r) e a meia-largura angular (θ).Crédito: Agarwal et al. 2026, Astronomy & Astrophysics, DOI 10.1051/0004-6361/202661733 · © ESO 2026

Com o número de elétrons e o volume, a densidade sai por simples divisão, e é aqui que as duas ejeções começam a revelar personalidades distintas. A de 14 de setembro tinha cerca de 5 milhões de elétrons por centímetro cúbico em 2,57 raios solares, caindo para 3 milhões em 2,97; a de 16 de setembro, mais baixa e mais compacta, tinha 14 milhões por centímetro cúbico em 1,43 raio solar, diminuindo para 10 milhões em 1,49. São concentrações que, para padrões terrestres, equivalem a um vácuo melhor que o da maioria dos laboratórios, mas o que interessa é a taxa de queda.

Ajustando leis de potência aos pontos, a equipe encontrou que a densidade da primeira ejeção decresce com a distância elevada a −3,3, enquanto a da segunda cai com a distância elevada a −6, quase o dobro de rapidez. Uma queda tão íngreme indica uma nuvem que se expande lateralmente com vigor nos primeiros raios solares, diluindo-se depressa. As densidades de coluna, de 4,2 × 10¹⁶ e 4,5 × 10¹⁶ elétrons por centímetro quadrado, são dez vezes maiores que os valores médios medidos por estudos anteriores acima de 10 raios solares, exatamente o que se espera de ejeções flagradas tão perto da superfície.

Figura 6
Figura 6 Evolução da densidade eletrônica das ejeções de 14 de setembro (esquerda) e 16 de setembro (direita) com a altura. Os círculos pretos são as medidas; as retas vermelhas, os ajustes de lei de potência: a densidade cai com a distância elevada a −3,3 no primeiro caso e a −6 no segundo.Crédito: Agarwal et al. 2026, Astronomy & Astrophysics, DOI 10.1051/0004-6361/202661733 · © ESO 2026

Enquanto o ASPIICS fotografava, o VELC escutava a coroa por uma fenda. Nos dois dias, a fenda 1 estava fixa sobre o bordo leste, com o centro a 1,06 raio solar, operando em modo de observação contínua com exposições de 4 segundos e cadência de 49 segundos no dia 14 e 53 segundos no dia 16. O produto é um mapa em que o eixo horizontal é o tempo e o vertical, o ângulo de posição ao longo da fenda, e nele a ejeção aparece como uma faixa que se acende.

Em 14 de setembro, o brilho da linha verde aumentou entre os ângulos de posição de 100 e 106 graus, correspondentes a alturas de 1,08 a 1,11 raio solar, uma região de 0,125 raio solar de extensão lateral, centrada em 1,09, que coincide espacialmente com a ejeção vista pelo ASPIICS. O fluxo integrado subiu de 26,9 para 39,4 erg por segundo por centímetro quadrado por esferorradiano, um acréscimo de 12,5 ± 2,2, a partir de 8h56 UT. Em 16 de setembro, a faixa iluminada ficou entre 106 e 112 graus, com extensão lateral de 0,1 raio solar em torno de 1,12, e o fluxo foi de 39,2 para 49,9, acréscimo de 10,7 ± 2,2, a partir de 3h46 UT. Nos dois casos, os ângulos de posição registrados pelos dois instrumentos diferem por menos de 10 graus, o que confirma que viam a mesma nuvem.

Figura 7
Figura 7 VELC, 14 de setembro de 2025. À esquerda, evolução temporal do brilho da linha verde (5303 Å) ao longo da fenda 1: o eixo vertical esquerdo mostra o ângulo de posição e o direito, a distância heliocêntrica; a faixa entre 100° e 106° (linhas tracejadas) é a região de emissão realçada pela ejeção. À direita, o fluxo médio nessa faixa (pontos vermelhos) e uma curva suavizada (azul), apenas como guia visual.Crédito: Agarwal et al. 2026, Astronomy & Astrophysics, DOI 10.1051/0004-6361/202661733 · © ESO 2026

Converter esse brilho em densidade exige a física atômica do ferro. A intensidade da linha do Fe XIV depende da medida de emissão, grosso modo o quadrado da densidade integrado ao longo da linha de visada, por meio de uma função de contribuição que encapsula o balanço de ionização, a abundância do ferro e os mecanismos de excitação. Os autores usaram a versão 10 do banco de dados CHIANTI, que inclui tanto a excitação por colisões, proporcional ao quadrado da densidade, quanto a excitação pela radiação do disco solar, proporcional à densidade simples e cada vez mais relevante à medida que o gás rarefeito se afasta do Sol; ignorar essa segunda parcela reduziria a função de contribuição em cerca de 15%.

Com valores de 2,0 × 10⁻²⁶ e 1,9 × 10⁻²⁶ erg por segundo por centímetro cúbico por esferorradiano para os dois eventos, as medidas de emissão resultaram em (6,2 ± 1) × 10²⁶ e (5,5 ± 1,1) × 10²⁶ por centímetro à quinta potência. Assumindo que a profundidade ao longo da linha de visada é igual à extensão lateral medida, a densidade sai da raiz quadrada da razão entre as duas grandezas; um cone com raio e altura iguais a essa extensão fornece o volume, e a mesma constante de 1,97 × 10⁻²⁴ grama por elétron converte tudo em massa.

Figura 8
Figura 8 VELC, 16 de setembro de 2025. À esquerda, brilho da linha verde ao longo da fenda 1 em função do tempo, com a região de emissão realçada entre os ângulos de posição de 106° e 112° (linhas tracejadas). À direita, o fluxo médio nessa faixa e a curva suavizada; o aumento começa por volta das 3h46 UT.Crédito: Agarwal et al. 2026, Astronomy & Astrophysics, DOI 10.1051/0004-6361/202661733 · © ESO 2026

Chegou então a hora da verdade: comparar os dois instrumentos. Como o ASPIICS só enxerga a ejeção do dia 14 acima de 2,57 raios solares e a do dia 16 acima de 1,43, a equipe retroprojetou densidades e volumes até as alturas do VELC, 1,09 e 1,12 raio solar, usando as leis de potência ajustadas. As massas bateram: 3,0 × 10¹⁴ gramas pelo ASPIICS contra 3,6 × 10¹⁴ pelo VELC no dia 14, e 1,08 × 10¹⁴ contra 1,6 × 10¹⁴ no dia 16, dentro das incertezas.

Volumes e densidades, isoladamente, divergiram por um fator de cerca de 3, com o ASPIICS retroprojetado indicando nuvens maiores e mais rarefeitas que o VELC, diferença que os autores atribuem às geometrias distintas e à própria extrapolação. O curioso é que, no cálculo da massa e da energia térmica, essas duas discrepâncias se cancelam quase perfeitamente: as energias térmicas na altura do VELC deram 1,1 × 10²⁹ erg pelo ASPIICS contra 1,4 × 10²⁹ pelo VELC para a primeira ejeção, e 4,1 × 10²⁸ contra 6,1 × 10²⁸ erg para a segunda. A concordância é encorajadora, mas os autores advertem que ela pode ser, em parte, fruto desse cancelamento, e que a diferença nas densidades talvez indique uma queda ainda mais abrupta na coroa baixa do que as leis de potência sugerem.

Tabela 1
Tabela 1 Parâmetros físicos das duas ejeções: alturas, velocidades, massas, volumes e densidades medidos pelo ASPIICS, retroprojetados até a altura observada pelo VELC (1,09 e 1,12 raio solar) e medidos diretamente pelo VELC. As incertezas aparecem entre parênteses.Crédito: Agarwal et al. 2026, Astronomy & Astrophysics, DOI 10.1051/0004-6361/202661733 · © ESO 2026

Toda essa contabilidade serve a um objetivo: montar o orçamento energético de uma ejeção em seus primeiros minutos. Três moedas estão em jogo. A energia cinética é a do movimento, metade da massa vezes o quadrado da velocidade. A energia térmica é a agitação das partículas, proporcional à densidade de elétrons, à temperatura e ao volume. A energia magnética é a armazenada nos campos que a ejeção carrega consigo, proporcional ao quadrado da intensidade do campo integrado sobre o volume. A pergunta de fundo é saber qual delas domina quando a nuvem ainda está perto do Sol, e se a repartição segue uma receita universal ou varia de evento para evento. Modelos de iniciação de ejeções dizem que tudo começa com energia magnética acumulada que, de repente, é liberada quando a estrutura perde o equilíbrio; mas o quanto dela vira movimento, o quanto vira calor e o quanto permanece como campo é algo que as observações, até agora, raramente conseguiram pesar na região onde a conversão acontece.

A energia cinética trouxe a primeira lição. Para a ejeção de 14 de setembro, ela cresceu de (4,96 ± 0,75) × 10²⁹ para (6,75 ± 1) × 10²⁹ erg entre a primeira e a última altura rastreada, apesar de a velocidade ter diminuído. Para a de 16 de setembro, manteve-se quase constante, de (1,08 ± 0,16) × 10²⁸ para (1,13 ± 0,17) × 10²⁸ erg, mesmo com uma desaceleração bem mais marcada. Nos dois casos, o ganho de massa compensou a perda de velocidade, o que mostra como é arriscado estimar a energia de uma ejeção só pela sua rapidez. Para dar escala: 6,75 × 10²⁹ erg equivalem a 6,75 × 10²² joules, cerca de cem vezes a energia que a humanidade inteira consome em um ano, e isso para uma ejeção classificada como fraca. A segunda, com energia de movimento quase cem vezes menor por causa da baixa velocidade, ainda assim carregava o equivalente a quase dois anos de consumo mundial em forma de plasma em fuga.

A energia térmica exigiu uma hipótese sobre como a temperatura muda enquanto a nuvem se expande. Partindo de 1,8 milhão de kelvin na altura do VELC, a temperatura de pico da linha verde, os autores a fizeram evoluir com a densidade por meio de uma relação politrópica de índice 1,8. Esse valor, apoiado em estudos anteriores do mesmo grupo, descreve um gás que libera calor enquanto se expande e que, por isso, esfria mais depressa do que esfriaria se estivesse termicamente isolado. Com essa receita, a energia térmica da ejeção de 14 de setembro ficou praticamente estável, de (7,5 ± 2,3) × 10²⁷ para (8,2 ± 2,5) × 10²⁷ erg, um equilíbrio entre o resfriamento da expansão e o ganho de massa. A da ejeção de 16 de setembro, ao contrário, dobrou, de (6,18 ± 1,9) × 10²⁷ para (1,3 ± 0,4) × 10²⁸ erg, impulsionada pelo crescimento mais rápido da massa. Os próprios autores reconhecem que usar o mesmo índice politrópico para as duas ejeções apaga eventuais diferenças reais entre elas.

O campo magnético é o elo mais fraco de qualquer orçamento desse tipo, porque ninguém consegue medi-lo diretamente dentro de uma ejeção na coroa interna. A equipe recorreu a um argumento físico elegante. Nenhuma das duas ejeções produziu sinais de onda de choque nem explosões de rádio do tipo II, que são a assinatura característica de uma frente supersônica no plasma coronal. Logo, elas deviam se mover abaixo da velocidade de Alfvén local, a velocidade com que perturbações magnéticas se propagam no plasma, que depende da razão entre o campo e a raiz quadrada da densidade.

Se essa velocidade for aproximadamente constante na pequena faixa de alturas observada, o campo deve variar com a raiz quadrada da densidade. E igualar a velocidade de Alfvén à velocidade da ejeção fornece o menor campo compatível com a ausência de choque: cerca de 0,8 gauss em 2,57 raios solares para o dia 14 e 0,4 gauss em 1,43 raio solar para o dia 16. São intensidades comparáveis à do campo magnético na superfície da Terra, que varia entre 0,25 e 0,65 gauss conforme a latitude, só que espalhadas por volumes milhares de vezes maiores que o do nosso planeta.

Como o campo na primeira altura só podia ser propagado para as demais por meio da lei de potência da densidade, o campo da ejeção de 14 de setembro ficou caindo com a distância elevada a −1,65, e o da de 16 de setembro, elevada a −3. Extrapolados para 2 raios solares, os limites inferiores dão 1,2 e 0,15 gauss, valores em sintonia com estimativas feitas em anos anteriores a partir de observações em rádio.

Para testar se a hipótese era razoável, os autores a confrontaram com uma segunda abordagem, independente: supor que o fluxo magnético preso na nuvem se conserva, o que vale na ausência de reconexão significativa, e que a expansão é autossimilar. Nesse caso o campo escala com a densidade elevada a dois terços, e o expoente da queda com a distância fica entre a metade e dois terços do expoente da densidade, um intervalo estreito que confere alguma robustez à estimativa. Um terceiro indício veio do próprio VELC: usando uma relação empírica estabelecida nos anos 1990 entre o brilho da linha verde e o campo coronal, o aumento de intensidade durante as erupções implica campos cerca de 30% e 20% mais fortes que o fundo pré-evento nos dias 14 e 16, respectivamente.

Com campo e volume em mãos, a energia magnética, ou melhor, seu limite inferior, pôde ser calculada em cada altura. Para a ejeção de 14 de setembro, ela subiu de (5,6 ± 2) × 10²⁹ para (8,7 ± 3,1) × 10²⁹ erg. Para a de 16 de setembro, cresceu de (1,3 ± 0,48) × 10²⁸ até se estabilizar em (3,6 ± 1,3) × 10²⁸ erg. As barras de erro, de até 35%, vêm sobretudo da incerteza no campo, e os autores são enfáticos ao afirmar que esses números devem ser lidos como estimativas aproximadas de um intervalo fisicamente plausível, não como determinações únicas, e que interessa mais sua evolução relativa do que seus valores absolutos. Enquanto não houver medidas diretas de campo magnético na coroa interna, dizem, incertezas dessa ordem são inevitáveis, uma espera que missões como a Parker Solar Probe, que se aproxima periodicamente a menos de 10 raios solares do Sol, começam a encurtar.

Tabela 2
Tabela 2 Energética das ejeções. Acima, a comparação entre as energias térmicas derivadas do ASPIICS (retroprojetado) e do VELC nas mesmas alturas. Abaixo, os intervalos de energia cinética, térmica e magnética ao longo das alturas observadas pelo ASPIICS, da primeira à última posição rastreada.Crédito: Agarwal et al. 2026, Astronomy & Astrophysics, DOI 10.1051/0004-6361/202661733 · © ESO 2026

É na repartição que as duas ejeções se separam de vez. Na de 14 de setembro, a energia magnética respondeu por 50% a 55% do total e a cinética por cerca de 45%, enquanto a térmica ficou em torno de 1%; na primeira altura rastreada, equivalia a apenas 1,5% da energia cinética e 1,3% da magnética. É o retrato de uma ejeção rápida e fria, em que o plasma quase não se aqueceu e a energia liberada do campo foi quase toda convertida em movimento, com uma fatia comparável permanecendo armazenada nos campos. Na de 16 de setembro, o quadro se inverte: a energia magnética continuou dominante, com 40% a 60% do total, mas a térmica atingiu cerca de 20% e, nas alturas maiores, igualou e chegou a superar ligeiramente a cinética. Na primeira altura, a energia térmica já valia 55% da cinética e 50% da magnética, e a cinética, 85% da magnética. Uma mesma estrela, dois dias de intervalo, duas receitas distintas de conversão de energia.

Figura 9
Figura 9 Evolução das energias cinética (azul-esverdeado), térmica (magenta) e magnética (vermelho) das ejeções de 14 de setembro (esquerda) e 16 de setembro (direita). As faixas sombreadas representam as incertezas. Na primeira, a energia térmica é quase cem vezes menor que as demais; na segunda, ela cresce até igualar a cinética.Crédito: Agarwal et al. 2026, Astronomy & Astrophysics, DOI 10.1051/0004-6361/202661733 · © ESO 2026

Essa diversidade pode ser real ou pode ser um artefato do método, e o artigo não esconde a dúvida. Se for real, indica que ejeções de massa coronal não obedecem a uma regra geral de repartição de energia e que o aquecimento do plasma varia muito de uma para outra, talvez conforme a velocidade, a configuração magnética da região de origem ou a eficiência da reconexão. Se for artefato, as suspeitas recaem sobre o índice politrópico único, sobre a temperatura fixa de 1,8 milhão de kelvin assumida na altura do VELC, que só captura a fração do plasma emitindo na linha verde, e sobre o fato de que as três energias derivam das mesmas grandezas observadas, densidade, volume e velocidade da frente, ainda que com dependências funcionais diferentes. Os autores notam que seus resultados concordam com a literatura em ambos os extremos: a ejeção quase sem energia térmica repete o padrão de estudos clássicos de orçamento energético de erupções, e a ejeção com forte componente térmica se alinha a estimativas feitas para a coroa baixa com dados em rádio e ultravioleta.

Há ainda o enigma das duas velocidades. Na ejeção de 16 de setembro, a frente vista em luz branca pelo ASPIICS avançava a 145 quilômetros por segundo em média, mas a frente vista no canal verde do Fe XIV pelo mesmo instrumento movia-se a apenas 90, quase sem variar. A explicação provável é que os dois canais não olham para a mesma coisa: a luz branca traça a distribuição total de elétrons, isto é, a massa da nuvem, enquanto a linha do ferro só ilumina o plasma que está numa faixa estreita de temperatura e ionização. Componentes diferentes de uma mesma ejeção podem, assim, ter cinemáticas diferentes. O mesmo evento forneceu outra pista de comportamento peculiar: a extensão lateral medida pelo VELC em 1,12 raio solar foi de 0,1 raio solar, ao passo que a extensão no canal Fe XIV do ASPIICS em 1,38 raio solar era de 0,32; uma expansão linear com a altura daria 0,25 em vez de 0,1, e a diferença sugere que a nuvem se expandiu mais do que proporcionalmente na coroa baixa, uma superexpansão coerente com a queda íngreme de densidade encontrada antes.

Figura 4
Figura 4 Altura (acima) e velocidade (abaixo) da frente das ejeções de 14 de setembro (esquerda) e 16 de setembro (direita). Azul: canal de luz branca do ASPIICS; vermelho: canal da linha verde do Fe XIV; linhas tracejadas: ajustes lineares; losango verde: altura da região de emissão realçada vista pelo VELC no instante de início. No evento de 16 de setembro, a frente em Fe XIV avança a ~90 km/s, contra ~145 km/s em luz branca.Crédito: Agarwal et al. 2026, Astronomy & Astrophysics, DOI 10.1051/0004-6361/202661733 · © ESO 2026

Nas imagens de 16 de setembro aparece também um intruso. À frente da ejeção estudada, uma estrutura larga e rápida atravessa o campo do ASPIICS, marcada no artigo por uma curva tracejada em roxo. Sua forma lembra a de uma onda de choque, mas a ausência de qualquer assinatura em rádio no mesmo intervalo torna essa interpretação improvável, e a hipótese preferida dos autores é que se trate de uma outra ejeção, originada possivelmente no lado oculto do Sol e projetada sobre a mesma linha de visada. A coincidência ilustra um dos obstáculos permanentes do ofício: a coroa é um lugar movimentado, e separar o que está em primeiro plano do que está atrás, numa imagem bidimensional de uma estrela tridimensional, exige mais de um ponto de vista, razão pela qual a combinação de instrumentos distintos, com geometrias e técnicas diferentes, vale mais que a soma das partes.

Detalhe da Figura 3
Detalhe da Figura 3 Ampliação do quadro de 4h10 UT de 16 de setembro: a curva tracejada roxa delimita a estrutura larga e rápida que se propaga à frente da ejeção estudada. Sem assinatura em rádio, ela é interpretada pelos autores como provável segunda ejeção, talvez vinda do lado oculto do Sol e projetada sobre a mesma linha de visada.Crédito: Agarwal et al. 2026, Astronomy & Astrophysics, DOI 10.1051/0004-6361/202661733 · © ESO 2026

Para medir o tamanho do salto, basta olhar para trás. Quando o SOHO foi lançado, em 1995, seu coronógrafo C1 era a única janela em luz branca para a região entre 1,1 e 3 raios solares, e ele parou de funcionar em 1998, depois da perda temporária de contato com a sonda, deixando a coroa interna quase órfã por mais de duas décadas. As STEREO ajudaram a partir de 2006, mas de 1,4 raio solar para cima e com imagens a cada 5 minutos.

O ASPIICS registra a mesma região a cada 30 segundos, com resolução que reduz a incerteza das alturas de 5–10% para 1%, e com tão pouca luz espúria que consegue ver ejeções fracas como a de 16 de setembro, que em outros tempos seriam descartadas como ruído. Ao mesmo tempo, o VELC oferece algo que nenhum coronógrafo de imagem fornece: um espectro, e com ele densidade e temperatura independentes. A dupla reproduz, no espaço e em regime contínuo, o que antes só se obtinha nos poucos minutos de um eclipse total, quando equipes corriam o mundo para fotografar a coroa com instrumentos montados às pressas em desertos e montanhas.

O estudo tem limites, e os autores os enumeram com franqueza. As duas ejeções são fracas, longe das tempestades que preocupam operadores de satélites, e nada garante que eventos poderosos se comportem do mesmo modo. A incerteza de 15% na massa é um piso, não um teto, porque não inclui efeitos de linha de visada, erros na subtração do fundo, a composição assumida do plasma e a calibração radiométrica do coronógrafo. A temperatura foi fixada num único valor, o índice politrópico num único número, e o campo magnético foi inferido, não medido. As energias magnéticas carregam incertezas de até 35%, e as térmicas, de até 30%. Nada disso invalida o resultado central, que é demonstrar que a combinação funciona e que a repartição de energia pode diferir entre eventos, mas situa o trabalho como primeiro passo, não como palavra final.

O passo seguinte está desenhado. A missão Proba-3 continua a produzir eclipses artificiais, com seus dados abertos no arquivo do Centro Científico da missão, mantido pelo Observatório Real da Bélgica, e a Aditya-L1 segue estacionada em L1 com anos de operação pela frente. O Sol, por sua vez, ainda atravessa a fase ativa do ciclo 25, o que mantém as ejeções frequentes e permite esperar eventos bem mais fortes que os dois analisados. Ampliar a amostra para dezenas de eventos coordenados, incluindo os energéticos, permitirá testar se a repartição de energia depende da velocidade, da massa ou da região de origem. E a combinação com medidas locais feitas perto do Sol, como as da Parker Solar Probe, que já atravessou o vento solar a menos de 10 raios solares, e as da Solar Orbiter, que observa a coroa de ângulos inéditos, pode fornecer, enfim, os valores diretos de campo magnético e temperatura que hoje precisam ser inferidos. Quando isso acontecer, o orçamento aproximado deste artigo poderá ser fechado centavo por centavo.

Fica a imagem de duas máquinas que nunca foram projetadas para trabalhar juntas e que, por um acaso de agenda em setembro de 2025, viram o Sol com os mesmos olhos. Uma delas é um eclipse fabricado por dois satélites que dançam a 150 metros um do outro, lançados da Índia num foguete indiano para servir à ciência europeia. A outra é um espectrógrafo indiano que lê, numa linha verde que confundiu astrônomos por setenta anos, a temperatura e a densidade do gás que o Sol expulsa. Entre uma e outra, duas tempestades modestas revelaram que a estrela não tem uma única maneira de converter campo magnético em movimento e calor, e que a resposta para a pergunta mais básica da física das ejeções, para onde vai a energia, talvez tenha de ser dada evento por evento. A próxima erupção já está a caminho. Desta vez, haverá alguém olhando desde o início.

Fonte

Agarwal, A.; Mishra, W.; Ramesh, R.; Muthu Priyal, V.; Zhukov, A. N.; Singh, J.; Gopalswamy, N.; Khuntia, S.; Sasikumar Raja, K.; Bourgoignie, B.; Dolla, L.; Shestov, S.; Fineschi, S.; Gunar, S.; Lamy, P.; Mierla, M.; Peter, H.; Rudawy, P.; Tsinganos, K. (2026). Coordinated coronagraphic observations from Proba-3 and Aditya-L1: Investigating coronal mass ejection energetics in the inner corona. Astronomy & Astrophysics. DOI: 10.1051/0004-6361/202661733. Manuscrito © ESO 2026.