SOHO ajuda a resolver o mistério do ciclo solar

2006-03-08

Dinâmica do fluxo que estimula e prediz os ciclos solares: (a) o Sol tem rotação diferencial – o campo magnético polar é desviado no equador. (b) campo toroidal produzido pela rotação diferencial. (c) quando o campo toroidal é suficientemente intenso gera laçadas que vêm à superfície – formam-se manchas solares. (d), (e) e (f) um fluxo adicional emerge, espalhando-se em latitude e longitude a partir das manchas solares. (g) fluxo meridional (amarelo) leva para os pólos o fluxo magnético de superfície – inversão de campo polar. (h) parte deste fluxo é transportado para o interior, movendo-se depois para o equador. (i) o fluxo polar inverso é desviado gerando um campo toroidal oposto em sinal ao representado em (b). Crédito: NASA.
Cientistas do National Center for Atmospheric Research, em Boulder, no Colorado, utilizaram as novas observações do interior do Sol
Sol
O Sol é a estrela nossa vizinha, que se encontra no centro do Sistema Solar. Trata-se de uma estrela anã adulta (dita da sequência principal) de classe espectral G. A temperatura na sua superfície é aproximadamente 5800 graus centígrados e o seu raio atinge os 700 mil quilómetros.
, obtidas pelo SOHO
Solar Heliospheric Observatory (SOHO)
O SOHO é uma sonda espacial concebida para a observação e estudo do Sol. O seu obectivo é analisar a estrutura da coroa, do vento solar e ainda obter informação sobre a dinâmica interna do Sol. O SOHO insere-se num projecto internacional de cooperação entre a NASA e a ESA. A sonda foi lançada a 2 de Dezembro de 1995 e posteriormente colocada em órbita do Sol.
(ESA
European Space Agency (ESA)
A Agência Espacial Europeia foi fundada em 1975 e actualmente conta com 15 países membros, incluindo Portugal.
/NASA
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Entidade norte-americana, fundada em 1958, que gere e executa os programas espaciais dos Estados Unidos da América.
), bem como novas simulações por computador para construirem um modelo do movimento do plasma
plasma
O plasma é um gás completamente ionizado, em que a temperatura é demasiado elevada para que os átomos existam como tal, sendo composto por electrões e núcleos atómicos livres. É chamado o quarto estado da matéria, para além do sólido, líquido e gasoso.
, que transporta, concentra e ajuda a dissipar o campo magnético
campo magnético
O campo magnético é a região em torno de um corpo na qual é detectada uma força magnética. Os campos magnéticos actuam apenas em partículas electricamente carregadas. Campos magnéticos fracos são por exemplo gerados por efeito de dínamo no interior dos planetas e luas, enquanto que campos magnéticos mil milhões de vezes mais fortes podem ser gerados em estrelas e galáxias. Os campos magnéticos são capazes de controlar o movimento de gás ionizado e até moldar a forma dos corpos por eles actuados.
do Sol, responsável pela actividade solar
actividade solar
A actividade solar consiste no conjunto de fenómenos ou processos físicos que se manifestam, com maior ou menor intensidade, durante o ciclo solar. Por exemplo, fazem parte da actividade solar a ocorrência de manchas solares, as protuberâncias, o vento solar, ou as ejecções de matéria coronal.
.

O Sol atravessa ciclos de actividades de aproximadamente 11 anos, sofrendo períodos de grandes tempestades e outros de acalmia. As tempestades solares ocorrem devido a um conjunto complexo de campos magnéticos gerados pela cadeia de transporte do plasma. Estes campos magnéticos podem alterar-se repentinamente, libertando enormes quantidades de energia numa fulguração
fulguração
Uma fulguração é uma libertação de energia de forma explosiva da qual resulta um aumento rápido do brilho do astro no qual ocorre. São exemplo deste tipo de fenómenos as fulgurações solares, associadas às manchas solares, bem como as fulgurações de raios-X, que ocorrem em estrelas de neutrões, e de raios gama, que se sabe estarem relacionadas com as explosões de supernova.
, ou numa ejecção de massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
coronal (CME). Esta actividade solar violenta ocorre geralmente perto das manchas solares, as regiões escuras e de grande concentração de campos magnéticos.

A compreensão do movimento do plasma no interior do Sol é essencial para a previsão do ciclo de actividade solar. As correntes de plasma transportam, concentram e ajudam a dissipar os campos magnéticos solares. Os cientistas já tinham adquirido um conhecimento genérico dos movimentos, mas era ainda insuficiente para fazer previsões.

As novas técnicas de heliosismologia
heliosismologia
Estudo da estrutura interior e da dinâmica do Sol a partir da medição das oscilações da sua superfície.
revelaram os detalhes, permitindo aos cientistas olhar para dentro do Sol. A heliosismologia detecta as ondas sonoras que reverberam dentro do Sol e constrói uma imagem do seu interior, de uma forma semelhante a um aparelho de ultra-sons realizando uma ecografia.

O ciclo solar
ciclo solar
O ciclo solar é o intervalo de tempo entre dois máximos (ou mínimos) consecutivos da actividade solar, com a duração de 11 anos (ciclo das manchas solares). Em cada período de 11 anos, o campo magnético do Sol inverte a sua polaridade, implicando que o período básico do Sol é na verdade de 22 anos.
é governado por dois fluxos de plasma principais. O primeiro age como uma corrente transportadora; sob a superfície, em profundidade, o plasma flui dos pólos para o equador; aí, o plasma sobe à superfície e flui em direcção aos pólos onde volta a afundar-se; o processo repete-se. O segundo fluxo age como uma enganadora força atractiva; a camada superficial do Sol tem uma rotação maior no equador que nos pólos; quando se desloca de pólo para pólo, o campo magnético de larga escala atravessa o equador e é desviado em torno dessa região, uma e outra vez, pela rotação diferencial; este fenómeno é responsável pela concentração periódica do campo magnético, dando origem aos picos de tempestades solares.

Através do instrumento MDI (Michelson Doppler Imager) do SOHO, foram realizadas observações heliosísmicas precisas do fluxo que se comporta como uma corrente de transporte. As observações permitiram chegar a algumas conclusões: para que metade da corrente de transporte fique preenchida com o campo magnético são precisos dois ciclos; para preencher a outra metade serão precisos mais dois ciclos. Por esta razão, o próximo ciclo solar depende de características prévias existentes há 40 anos. O Sol tem pois uma memória magnética.

Os dados do campo magnéticos estudados vieram do instrumento MDI do SOHO e também de registos históricos. A análise computacional dos dados recolhidos nos últimos oito anos concorda com as actuais observações, para os últimos 80 anos. O modelo foi ainda utilizado avançando dez anos, com vista a obter uma previsão para o próximo ciclo. No ciclo corrente (ciclo 23) o Sol encontra-se no período de baixa actividade.

A equipa prevê que o próximo ciclo (ciclo 24) irá começar com um aumento da actividade solar em finais de 2007 ou inícios de 2008 e que haverá mais 30 a 50 porcento de manchas solares, fulgurações e CME’s. Esta previsão indica um atraso de quase um ano em relação às previsões anteriores, que se baseavam em estatísticas relacionadas com a intensidade do campo magnético de larga escala e com o número de manchas solares. Este trabalho será actualizado com observações mais detalhadas, a realizar pelo Solar Dynamics Observatory, agendado para ser lançado em Agosto de 2008.

Um artigo descrevendo estes resultados foi publicado online, a 3 de Marco, no Geophysical Research Letters, por Mausumi Dikpati e outros colegas do National Center for Atmospheric Research.

Fonte da notícia: http://www.nasa.gov/home/hqnews/2006/mar/HQ_06087_solar_cycle.html