3633: O Sol, em comparação com outras estrelas, é monótono

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Não muito activo: comparação das variações de brilho do Sol com aquelas de uma estrela parecida com o Sol.
Crédito: MPS/hormesdesign.de

O Sol é uma estrela em constante mudança: às vezes, inúmeras manchas solares cobrem a sua superfície visível; por outras, a superfície está completamente “vazia”. No entanto, pelos padrões cósmicos, o Sol é extraordinariamente monótono. Este é o resultado de um novo estudo apresentado por investigadores sob a liderança do Instituto Max Planck para Investigação do Sistema Solar na edição mais recente da revista Science. Pela primeira vez, os cientistas compararam o Sol com centenas de outras estrelas com períodos de rotação semelhantes e outras propriedades fundamentais. A maioria delas apresentou variações muito mais fortes. Isto levanta a questão de saber se a monotonia do Sol é uma característica básica ou se a nossa estrela está apenas a passar por uma fase invulgarmente calma há já vários milénios.

A extensão com que a actividade solar (e, portanto, o número de manchas solares e o brilho solar) varia pode ser reconstruida usando vários métodos – pelo menos durante um certo período de tempo. Desde 1610, por exemplo, há registos confiáveis de manchas solares que cobrem o Sol; a distribuição de variedades radioactivas de carbono e berílio em anéis de árvores e núcleos de gelo permite-nos tirar conclusões sobre o nível da actividade solar nos últimos 9000 anos. Durante este período de tempo, os cientistas encontram flutuações regularmente recorrentes de força comparável, como nas últimas décadas. “No entanto, quando comparados com toda a vida útil do Sol, 9000 anos é como um piscar de olhos,” diz o Dr. Timo Reinhold, cientista do Instituto Max Planck e autor principal do estudo. Afinal, a nossa estrela tem quase 4,6 mil milhões de anos. “É concebível que o Sol esteja a passar por uma fase silenciosa com a duração de milhares de anos e, portanto, tenhamos uma imagem distorcida da nossa estrela,” acrescenta.

Tendo em conta que não há como descobrir como o Sol era nos tempos primitivos, os cientistas só podem recorrer às estrelas: juntamente com colegas da Universidade de Nova Gales do Sul, Austrália, e da Escola de Pesquisa Espacial na Coreia do Sul, os investigadores do Instituto Max Planck investigaram se o Sol se comporta “normalmente” em comparação com outras estrelas. Isto pode ajudar a classificar a sua actividade actual.

Para esse fim, os investigadores seleccionaram estrelas candidatas que se parecem com Sol em termos de propriedades decisivas. Além da temperatura da superfície, da idade e da proporção de elementos mais pesados do que o hidrogénio e hélio, os cientistas observaram, sobretudo, o período de rotação. “A velocidade com que uma estrela gira em torno do seu próprio eixo é uma variável crucial,” explica o Dr. Sami Solanki, director do Instituto Max Planck e co-autor da nova publicação. A rotação de uma estrela contribui para a criação do seu campo magnético num processo de dínamo no seu interior. “O campo magnético é a força motriz responsável por todas as flutuações na actividade,” diz Solanki. O estado do campo magnético determina com que frequência o Sol emite radiação energética e lança partículas velozes para o espaço em erupções violentas, quão numerosas as manchas solares escuras e regiões brilhantes à sua superfície são – e, portanto, também com que intensidade o Sol brilha.

Um catálogo compreensivo que contém os períodos de rotação de milhares de estrelas está disponível há apenas alguns anos. Tem por base dados de medição do Telescópio Espacial Kepler da NASA, que registou as flutuações de brilho de aproximadamente 150.000 estrelas de sequência principal (ou seja, aquelas que estão a meio das suas vidas) de 2009 a 2013. Os investigadores vasculharam esta enorme amostra e seleccionaram as estrelas que completam uma rotação em 20 a 30 dias. O Sol completa uma volta sob si próprio a cada mais ou menos 24,5 dias. Os investigadores conseguiram refinar ainda mais esta amostra usando dados do Telescópio Espacial Gaia da ESA. No final, restaram 369 estrelas, que também se assemelham ao Sol noutras propriedades fundamentais.

A análise exacta das variações de brilho destas estrelas, de 2009 a 2013, revelam uma imagem clara. Enquanto entre as fases activas e inactivas a irradiação solar flutuou em média apenas 0,07%, as outras estrelas apresentaram variações muito maiores. As suas flutuações eram tipicamente cerca de cinco vezes mais fortes. “Ficámos muito surpreendidos que a maioria das estrelas semelhantes ao Sol sejam muito mais activas que o Sol,” diz o Dr. Alexander Shapiro do Instituto Max Planck, que chefia o grupo de investigação “Ligando as Variabilidades Solar e Estelares”.

No entanto, não é possível determinar o período de rotação de todas as estrelas observadas pelo telescópio Kepler. Para fazer isso, os cientistas têm que encontrar certas quedas que reaparecem periodicamente na curva de luz da estrela. Estas diminuições de brilho podem ser rastreadas até às manchas estelares que escurecem a superfície solar, que giram para fora do campo de visão do telescópio e que depois reaparecem após um período fixo de tempo. “Para muitas estrelas, estes escurecimentos periódicos não podem ser detectados; perdem-se no ruído dos dados medidos e nas flutuações de brilho subjacentes,” explica Reinhold. Visto através do telescópio Kepler, nem mesmo o Sol conseguiria revelar o seu período de rotação.

Assim sendo os cientistas também estudaram mais de 2500 estrelas parecidas com o Sol com períodos de rotação desconhecidos. O seu brilho flutuou muito menos do que o do outro grupo.

Estes resultados permitem duas interpretações. Poderá haver uma diferença fundamental ainda inexplicável entre estrelas com períodos de rotação conhecidos e desconhecidos. “É igualmente concebível que estrelas com períodos de rotação conhecidos e parecidos ao do Sol nos mostrem as flutuações fundamentais na actividade de que o Sol é capaz,” diz Shapiro. Isso significaria que a nossa estrela tem permanecido invulgarmente fraca ao longo dos últimos 9000 anos e que em escalas de tempo muito grandes também sejam possíveis fases com flutuações muito maiores.

Não há, no entanto, motivo de preocupação. No futuro próximo, não há indicação de tal “hiperactividade” solar. Pelo contrário: durante a última década, o Sol tem-se mostrado bastante fraco, mesmo pelos seus próprios baixos padrões. As previsões de actividade para os próximos 11 anos indicam que isso não mudará em breve.

Astronomia On-line
5 de Maio de 2020

 

spacenews

 

3444: Dez coisas que o SDO já nos ensinou sobre o Sol nos seus 10 anos de operações

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Esta imagem pelo SDO (Solar Dynamics Observatory) da NASA, capturada no dia 16 de Março de 2015, mostra duas manchas escuras, de nome buracos coronais. O buraco coronal inferior, um buraco coronal polar, foi um dos maiores observado em décadas.
Crédito: NASA/SDO

Em Fevereiro de 2020, o satélite SDO (Solar Dynamics Observatory) da NASA comemorou o seu 10.º ano no espaço. Na última década, a sonda manteve um olho fixo no Sol, estudando como a nossa estrela cria actividade solar e impulsiona o clima espacial – as condições dinâmicas no espaço que afectam todo o Sistema Solar, incluindo a Terra.

Desde o seu lançamento a 11 de Fevereiro de 2010, que o SDO recolheu milhões de imagens científicas da nossa estrela mais próxima, dando aos cientistas novas ideias sobre o seu funcionamento. As medições do Sol, pelo SDO – desde o interior até à atmosfera, campo magnético e produção energética – contribuíram muito para a compreensão da nossa estrela. As imagens do SDO também se tornaram icónicas – se já viu alguma ampliação da actividade no Sol, foi provavelmente uma imagem do SDO.

A longa carreira do SDO no espaço permitiu testemunhar quase um ciclo solar inteiro – o ciclo de 11 anos de actividade do Sol. Aqui ficam alguns destaques dos feitos do satélite SDO ao longo dos anos.

1) Proeminências fantásticas

A sonda SDO testemunhou inúmeras explosões surpreendentes – explosões gigantes de plasma libertadas da superfície solar – muitas das quais se tornaram imagens icónicas da ferocidade da nossa estrela mais próxima. No seu primeiro ano e meio, o SDO viu quase 200 proeminências solares, o que permitiu aos cientistas identificar um padrão. Notaram que cerca de 15% das proeminências apresentavam um “surto de fase tardia” que se seguia minutos a horas após a proeminência inicial. Ao estudar esta classe especial, os cientistas entenderam melhor quanta energia é produzida quando o Sol entra em erupção.

2) Tornados solares

Em Fevereiro de 2012, o SDO capturou imagens que mostram estranhos tornados de plasma na superfície solar. Observações posteriores descobriram que estes tornados, criados por campos magnéticos que giram o plasma, podem rodopiar a velocidades de até quase 300.000 km/h. Na Terra, os tornados apenas atingem velocidades de 480 km/h.

3) Ondas gigantes

O mar agitado de plasma na superfície solar pode criar ondas gigantes que viajam ao redor do Sol até 4,8 milhões de quilómetros por hora. Estas ondas, chamadas ondas EIT em homenagem a um instrumento com o mesmo nome na sonda SOHO (Solar and Heliophysics Observatory) que as descobriu pela primeira vez, foram fotografadas em alta resolução pelo SDO em 2010. As observações mostraram, pela primeira vez, como as ondas se movem pela superfície. Os cientistas suspeitam que estas ondas são impulsionadas por ejecções de massa coronal, que expelem nuvens de plasma da superfície do Sol para o Sistema Solar.

4) Cometas combustivos

Ao longo dos anos, o observatório SDO observou dois cometas a voar pelo Sol. Em Dezembro de 2011, os cientistas observaram o Cometa Lovejoy a sobreviver ao intenso aquecimento enquanto passava a 830.000 km da superfície solar. O Cometa ISON em 2013 não sobreviveu ao seu encontro. Através de observações como estas, o SDO forneceu aos cientistas novas informações sobre como o Sol interage com os cometas.

5) Circulação global

Não tendo superfície sólida, todo o Sol flui continuamente devido ao intenso calor que tenta escapar e à rotação do Sol. Movendo-se a latitudes médias, existem padrões de circulação em larga escala chamados Circulação Meridional. As observações do SDO revelaram que estas circulações são muito mais complexas do que os cientistas pensavam inicialmente e estão ligadas à produção de manchas solares. Estes padrões de circulação podem até explicar porque, às vezes, um hemisfério pode ter mais manchas solares do que o outro.

6) Prevendo o futuro

O derramamento de material solar por meio de ejecções de massa coronal, ou EMCs, e a velocidade do vento solar em todo o Sistema Solar. Quando interagem com o ambiente magnético da Terra, podem induzir o clima espacial, que pode ser prejudicial para naves espaciais e astronautas. Usando dados do SDO, os cientistas da NASA trabalharam na modelagem do caminho de uma ECM à medida que se move pelo Sistema Solar, a fim de prever o seu potencial efeito na Terra. A longa linha de base das observações solares também ajudou os cientistas a formar modelos adicionais de aprendizagem de máquina para tentar prever quando o Sol pode lançar uma EMC.

7) Escurecimentos coronais

A fina atmosfera externa e super-aquecida do Sol – a coroa – às vezes fica mais ténue. Os cientistas que estudam o escurecimento coronal descobriram que está ligado às EMCs, que são as principais responsáveis pelos severos eventos climáticos espaciais que podem danificar satélites e astronautas. Usando uma análise estatística do grande número de eventos observados com a sonda SDO, os cientistas conseguiram calcular a massa e a velocidade das EMCs direccionadas à Terra – o tipo mais perigoso. Ao ligarem o escurecimento coronal com o tamanho das EMCs, os cientistas esperam poder estudar os efeitos do clima espacial em torno de outras estrelas, demasiado distantes para medir directamente as suas EMCs.

8) Morte e nascimento de um ciclo solar

Com uma década de observações, a SDO já viu quase um ciclo solar completo de 11 anos. Começando perto do início do Ciclo Solar 24, a SDO observou o Sol a subir para o máximo solar de actividade e depois a desvanecer para o mínimo solar actual. Estas observações plurianuais ajudam os cientistas a entender sinais que marcam o declínio de um ciclo solar e o início do próximo.

9) Buracos coronais polares

Às vezes, a superfície do Sol é marcada por grandes manchas escuras chamadas buracos coronais, onde a emissão ultravioleta extrema é baixa. Ligados com o campo magnético do Sol, os buracos seguem o ciclo solar, aumentando no máximo solar. Quando se formam na parte superior e inferior do Sol, são chamados de buracos coronais polares e os cientistas do observatório SDO foram capazes de usar o seu desaparecimento para determinar quando o campo magnético do Sol se reverteu – um indicador importante de quando o Sol atinge o máximo solar.

10) Novas explosões magnéticas

No final da década, em Dezembro de 2019, as observações do SDO permitiram a descoberta de um novo tipo de explosão magnética. Este tipo especial – de nome reconexão magnética espontânea (vs. formas mais gerais anteriormente observadas de reconexão magnética) – ajudaram a confirmar uma teoria com décadas. Também pode ajudar os cientistas a entender porque é que a atmosfera solar é tão quente, a melhor prever o clima espacial e levar a avanços em experiências laboratoriais de fusão controlada e de plasma.

Todos os instrumentos do SDO ainda estão em boas condições, com o potencial de permanecer a funcionar por mais uma década.

Astronomia On-line
18 de Fevereiro de 2020

 

spacenews

 

3076: Gravam como “canta” a Terra quando é atingida por uma tempestade solar

CIÊNCIA

Pitris / Canva

Uma equipa internacional de cientistas registou a actividade electromagnética na magnetosfera da Terra, conseguindo transformá-la em som.

A magnetosfera é o campo magnético que é gerado pelo núcleo derretido da Terra que protege a vida do nosso planeta da forte radiação do vento solar.

Quanto mais forte é o vento solar a assolar a Terra, mais agudo é o seu “cantar”, explicam os cientistas que conduziram em investigação, cujos resultados foram esta semana publicados na revista científica especializada Geophysical Research Letters.

Para capturar o som, explicar o portal Science Alert, os cientistas analisaram dados de seis tempestades solares na região espacial, onde partículas de vento solar colidem pela primeira vez contra a magnetosfera, criando ondas magneto-acústicas.

Os dados foram recolhidos por quatro dispositivos espaciais que orbitam a Terra no âmbito da missão Cluster da Agência Espacial Europeia.

No mesmo estudo, a equipa frisa que a magnetosfera nunca está em silêncio: há partículas e radiação sempre a fluir do Sol, produzindo assim ondas de baixa frequência quando o clima espacial está calmo.

No entanto, durante as tempestades solares, as ondas de frequência mais altas sobrepõem-se numa rede complexa, dando origem a um som agudo estridente. “É como se a tempestade estivesse a mudar de sintonia”, explicou o físico Lucile Turc, da Universidade de Helsínquia, na Finlândia.

Segundo os especialistas ouvidos pelo mesmo portal, estas mudanças propagam-se para a superfície da Terra em apenas alguns minutos e podem causar distúrbios geo-magnéticos, afectando, telecomunicações e os sistemas eléctricos e de navegação.

Actualmente, a equipa está a trabalhar para perceber como é que estas sobreposições complexas de ondas são geradas.

ZAP //

Por ZAP
23 Novembro, 2019

 

1759: Detectado um aumento das erupções no Sol. Estará a Terra em perigo?

As erupções solares são explosões na superfície do Sol causadas por mudanças repentinas no seu campo magnético. Como resultado, a actividade na superfície solar pode causar altos níveis de radiação no espaço sideral. Assim, esta radiação pode vir como partículas (plasma) ou radiação electromagnética (luz). Caso acontecesse uma avassaladora tempestade solar, poderia haver um resultado trágico para o Planeta Terra.

Os cientistas têm verificado que há um aumento significativo da actividade solar. O Sol está a queimar “combustível” do ciclo anterior, conforme deu a conhecer o Laboratório de Astronomia Radiológica da Academia de Ciências da Rússia.

Cientistas registam aumento de erupções no Sol

Segundo informações da instituição científica russa, há um crescimento brusco da actividade solar. Este comportamento está a ser observado desde o dia 20 de Março. Desta forma, os dados recebidos mostram alguma anormalidade relacionada com o fluxo de radiação de raios-X do Sol.

Entre 20 e 21 de Março, foram avistadas três erupções de classe C sem consequências significativas para a Terra. É a primeira vez em meses que o “índice da actividade de erupções” ultrapassa o nível amarelo, ou seja, ultrapassou 3,5 pontos numa escala de 10 pontos.

Referiu o Laboratório de Astronomia Radiológica da Academia de Ciências da Rússia.

Nos passados dias 20 e 21  de Março, os cientistas registaram uma erupção solar de classe C de 4,8 pontos. Segundo os especialistas, o 25.º ciclo da actividade solar ainda não começou. Assim, o Sol continua a queimar “combustível” do ciclo anterior — formam-se campo magnéticos em cima da superfície da estrela e são lançados para fora pelos fluxos de plasma com a energia excedente.

Conforme é notado pelos cientistas, é justamente esta energia que é queimada na forma de erupções (flashes). Há efectivamente um aumento visível da actividade solar nas imagens.

25.º ciclo da actividade solar pode ser mais fraco que o 24.º?

Os astrónomos esperam que o início do 25.º ciclo da actividade solar venha a acontecer nos pólos solares, e acrescentam que ainda não houve sinais do surgimento de novo ciclo.

É um mistério, porque os campos magnéticos do 24.º ciclo continuam no Sol, sete anos depois do ciclo ter atingido o seu máximo em 2012.

Referiram os cientistas russos.

Segundo alguns especialistas, o 24.º ciclo da actividade solar foi o mais fraco em 100 anos.

Poderá haver perigo para a Terra?

Tal como várias vezes já aconteceu, estas erupções solares intensas podem causar danos nos equipamentos espaciais. Contudo, estes danos podem ser mais extensos, desde danos nas naves, nos instrumentos dos satélites até às redes de energia no nosso planeta.

Durante os períodos de enfraquecimento do escudo magnético, que normalmente protege a Terra da radiação solar e cósmica, estes danos podem ser efectivamente mais sentidos.

Em 2011, a Academia Nacional de Ciências dos EUA calculou que a repetição de uma grande tempestade solar como a que atingiu o planeta em 1859 poderia levar a danos na ordem dos dois biliões de dólares, só em danos iniciais. Além disso, poderia levar uma década à recuperação das estruturas afectadas.


Imagem: Tesis

Fonte: RAS

pplware
24 Mar 2019

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