Em 2008-2009, as manchas solares quase desapareceram completamente, durante dois anos. A actividade solar caiu para mínimos de cem anos; a atmosfera superior da Terra arrefeceu e entrou em colapso; o campo magnético do Sol ficou enfraquecido, permitindo que os raios cósmicos penetra-se o Sistema Solar em números recordes. Foi um grande evento, e os físicos solares questionaram-se abertamente, sobre onde é que estão todas as manchas solares?
Agora eles conhecem a resposta.
Três anos atrás, em 2 de março de 2008, o rosto do sol era inexpressivo - sem manchas solares. Crédito: SOHO / MDI
Nesta visão artística de uma secção do Sol, a grande corrente de convecção (Great Conveyor Belt) aparece como um par de linhas preta ligando a superfície da estrela ao seu interior. Crédito: Andrés Muñoz Jaramillo do CfA Harvard.
“Correntes de plasma no fundo o sol interferiu com a formação de manchas e prolongando o mínimo solar”, diz o autor Dibyendu Nandi do Instituto Indiano de Ciência, Ensino e Pesquisa em Kolkata.”Nossas conclusões são baseadas num novo modelo computacional do interior do Sol.”
Durante anos, os físicos solares têm reconhecido a importância da grande corrente de convecção no Sol: um vasto sistema de correntes de plasma chamados de “fluxos meridional” (semelhante ao das correntes oceânicas na Terra), fazem a viagem ao longo da superfície do Sol mergulhando para o seu interior, na zona próxima dos pólos, e reaparecendo de novo, perto do equador do Sol. Estas correntes desempenham um papel fundamental no ciclo solar de 11 anos. Quando as manchas solares começam a decair, as correntes superficiais são puxadas para dentro da estrela; 300 000 km abaixo da superfície, o dínamo magnético do Sol amplifica a decomposição dos campos magnético. As manchas solares re-animadas tornam-se flutuantes e sobem até a superfície como uma rolha na água. Nasce um novo ciclo solar.
Pela primeira vez, a equipe Nandi’s acredita que desenvolveram um modelo computacional que apresenta as leis da Física que estão por detrás dos três aspectos deste processo – o dínamo magnético, a grande corrente de convecção, e a evolução flutuante dos campos magnéticos das manchas solares.
“De acordo com nosso modelo, o problema com as manchas solares começou realmente no final de 1990 durante o auge do 23º ciclo solar,” diz o co-autor Andrés Muñoz Jaramillo, do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica. “Naquele tempo, a corrente convectiva acelerou.”
A corrente nesse movimento rápido arrastou pedaços de manchas solares até ao dínamo interno Sol para a amplificação. À primeira vista, isto poderia parecer aumentar a produção de manchas solares, mas não. Quando os vestígios de velhas manchas solares alcançam o dínamo, estes rodeiam a corrente através de uma zona de amplificação, que é muito rápida para a plena re-animação, prejudicando a produção de manchas solares.
Ciclos de manchas solares no último século. A curva azul mostra a variação cíclica do número de manchas solares. As barras vermelhas mostram o número acumulado de dias sem manchas solares. O mínimo alcançado pelo 23º ciclo solar foi o mais longo da era espacial, com o maior número de dias sem manchas. Crédito: Dibyendu Nandi et al.
Mais tarde, na década de 2000, de acordo com o modelo, a corrente convectiva baixou novamente, permitindo que os campos magnéticos passassem mais tempo na zona de ampliação, as novas manchas solares eram escassas.
“O palco estava montado para o mais profundo mínimo de actividade solar em um século,” diz o co-autor Petrus Martens do Estado de Montana Universidade Departamento de Física.
Colegas e simpatizantes da equipa clamam que o novo modelo é um avanço significativo.
“Entender e prever o mínimo de actividade solar é algo que nós nunca fomos capazes de fazer antes — e que acaba por ser muito importante”, diz Lika Guhathakurta de Heliofísica da Nasa Divisão em Washington, DC.
Enquanto que o máximo de actividade solar é relativamente breve, durando poucos anos, pontuada por episódios de “violência” e com a duração de dias, o mínimo de actividade solar pode durar por muitos anos. O famoso mínimo de Maunder do século XVII durou 70 anos e coincidiu com a Pequena Idade do Gelo na Europa. Os investigadores tentam ainda perceber a ligação entre estes dois fenómenos.
Uma coisa é clara: Durante estes períodos longos de mínimos de actividade solar, coisas estranhas acontecem. Em 2008-2009, o domínio global do campo magnético do Sol enfraqueceu e o vento solar diminuiu. Os raios cósmicos, normalmente travados pelo magnetismo do Sol surgiu no interior do Sistema Solar. Durante o mínimo solar mais profundo do século, ironicamente, o espaço tornou-se num lugar mais perigoso para viajar. Ao mesmo tempo, a acção de aquecimento dos raios UV esteve ausente, o que levou a um arrefecimento da atmosfera superior da Terra e ao seu colapso. O lixo espacial parou a sua rápida deterioração e começou a acumular-se na órbita da Terra…
Nandi observa que o seu novo modelo computacional explica não apenas a ausência de manchas solares, mas também o enfraquecimento do campo magnético do Sol, em 08-09. “É a confirmação de que estamos no caminho certo.”
Próximo passo: O Solar Dynamics Observatory (SDO) da NASA pode medir os movimentos da corrente convectiva do Sol, não apenas na superfície, como também no seu interior. A técnica é chamada heliosismologia, que revela o interior do Sol em grande parte da mesma forma que um ultra-som funciona numa ecografia. Ao ligar os dados de alta qualidade do SDO’s ao modelo computacional, os pesquisadores poderão ser capazes de prever como no futuro esses mínimos solares se manifestarão.
Créditos: Esta pesquisa foi financiada pela NASA no programa Living With a Star Program e pelo Departamento de Ciência e Tecnologia do Governo da Índia.
Dr. Tony Phillips
Flight Center da NASA Goddard Space
Tradução: José Gonçalves
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