Está voltando! A mancha solar AR3664 nos deu uma exibição incrível da aurora boreal em meados de maio e agora está voltando à vista. Isso significa outra grande exibição se esta mancha solar continuar a brilhar. Tudo faz parte do máximo solar – o pico de um ciclo de 11 anos de períodos solares ativos e de silêncio. Este ciclo é o resultado de algo dentro do Sol – o dínamo solar. Uma equipa de cientistas sugere que este grande gerador se encontra não muito abaixo da superfície solar. Ele cria um campo magnético e estimula erupções e manchas solares.
Durante muito tempo, os físicos solares pensaram que o dínamo magnético estava nas profundezas do Sol. Essa visão pode mudar graças ao trabalho de pesquisadores do MIT, da Universidade de Edimburgo, da Universidade do Colorado, do Bates College, da Northwestern University e da Universidade da Califórnia. O dínamo pode estar relacionado com instabilidades na chamada “camada de cisalhamento próxima à superfície” nas regiões ultraperiféricas do Sol. As atividades nesta camada resultam em erupções e manchas solares que vemos mais à medida que o Sol se aproxima do “máximo solar”. As erupções são explosões de alta energia, enquanto as manchas solares são características superficiais com campos magnéticos locais. As manchas solares são regiões relativamente frias na superfície solar e ocorrem em ciclos de 11 anos.
“As características que vemos quando olhamos para o Sol, como a coroa que muitas pessoas viram durante o recente eclipse solar, as manchas solares e as erupções solares, estão todas associadas ao campo magnético do Sol”, disse o investigador do MIT Keaton Burns. “Mostramos que perturbações isoladas perto da superfície do Sol, longe das camadas mais profundas, podem crescer ao longo do tempo para produzir potencialmente as estruturas magnéticas que vemos.”
Como o campo magnético do Sol está conectado à atividade?
Para compreender a magnitude desta descoberta, vejamos a estrutura do Sol. Todos sabemos que o Sol é uma bola de plasma superaquecida. Então, como o plasma em ebulição cria um dínamo magnético? “Uma das ideias básicas de como iniciar um dínamo é que você precisa de uma região onde haja muito plasma passando por outro plasma e que o movimento de cisalhamento converta energia cinética em energia magnética”, explicou Burns. “As pessoas pensavam que o campo magnético do Sol é criado pelos movimentos na parte inferior da zona de convecção.”
É claro que é difícil determinar a localização exata do dínamo solar nas camadas superiores. As simulações só podem ir até certo ponto, e modelar o fluxo de plasma em todo o Sol é uma tarefa computacional enorme. Então, Burns e a equipe decidiram simular um pedaço menor do Sol. Eles estudaram a estabilidade do fluxo de plasma próximo à superfície solar. Isso exigiu dados de heliosismologia mostrando vibrações na superfície do Sol, o que lhes permitiu determinar o fluxo médio de plasma naquela região. “Se você gravar um vídeo de uma bateria e observar como ela vibra em câmera lenta, poderá calcular o formato e a rigidez da pele a partir dos modos vibracionais”, disse Burns. “Da mesma forma, podemos usar as vibrações que vemos na superfície solar para inferir a estrutura média no interior.”
Pense no Sol em camadas como uma cebola. Diferentes camadas de plasma passam umas pelas outras enquanto o Sol gira, de acordo com Burns. “Então perguntamos: existem perturbações, ou pequenas mudanças no fluxo de plasma, que poderíamos sobrepor a esta estrutura média, que poderia crescer para causar o campo magnético do Sol?”
Calculando uma resposta
A equipe desenvolveu algoritmos que incorporaram em uma estrutura numérica chamada Projeto Dedalus. Eles procuraram mudanças que se auto-reforçassem nos fluxos médios da superfície do Sol. O algoritmo descobriu novos padrões que poderiam crescer e resultar em atividade solar realista. Curiosamente, esses padrões também correspondem às localizações e escalas de tempo das manchas solares. Acontece que certas mudanças no fluxo de plasma no topo das camadas superficiais do Sol geram estruturas magnéticas. Esta não é uma ideia nova. Burns apontou que as condições ali se assemelhavam aos fluxos de plasma instáveis em discos de acreção em torno dos buracos negros. Os discos de acreção são enormes coleções de gás e poeira estelar que giram em direção a um buraco negro. Eles são impulsionados pela “instabilidade magnetorotacional”, que gera turbulência no fluxo e faz com que ele caia para dentro.
Burns e a equipe pensaram que esse fenômeno em um buraco negro também poderia estar ocorrendo dentro do nosso Sol. Eles sugerem que a instabilidade magnetorotacional nas camadas mais externas do Sol pode ser o primeiro passo na geração do seu campo magnético. “Acho que esse resultado pode ser controverso”, disse ele. “A maior parte da comunidade tem se concentrado em encontrar ação dínamo nas profundezas do Sol. Agora estamos mostrando que existe um mecanismo diferente que parece corresponder melhor às observações.”
Implicações do Novo Modelo
O trabalho da equipa não só ajudará os físicos solares a compreender a criação do dínamo magnético, como também lhes dará informações sobre outros fenómenos solares. Em particular, um dínamo nos 10% superiores do Sol pode explicar coisas como o Mínimo de Maunder. Este foi um período entre 1645 e 1715, quando havia muito poucas manchas solares. Em alguns anos, os observadores não viram nenhuma mancha solar. Noutros anos, observaram menos de 20. Os astrónomos traçaram o ciclo de manchas solares de 11 anos durante esse período, pelo que o Sol não estava totalmente inactivo.
Se o dínamo magnético do Sol operar nas suas camadas mais externas, a ciência da previsão da atividade solar poderá receber um grande impulso. No momento, é difícil dizer quando um surto pode ocorrer. Explosões e ejeções de massa coronal como as que contribuíram para a tempestade geomagnética de 10 a 11 de maio podem danificar satélites e sistemas de telecomunicações aqui na Terra. Além disso, as redes eléctricas e outras tecnologias estão em risco. No longo prazo, porém, obter uma nova compreensão do dínamo do Sol é um grande negócio.
“Sabemos que o dínamo funciona como um relógio gigante com muitas peças complexas que interagem”, diz o co-autor Geoffrey Vasil, investigador da Universidade de Edimburgo. “Mas não sabemos muitas das peças ou como elas se encaixam. Esta nova ideia de como o dínamo solar começa é essencial para compreendê-lo e predizê-lo.”
Para maiores informações
A origem do campo magnético do Sol pode estar perto de sua superfície
O Dínamo Solar começa perto da superfície
Fonte: InfoMoney
