A cada 11 anos o Sol realiza um período de atividade magnética, chamado de ciclo solar. Isso significa que os polos Norte e Sul se invertem, resultando em períodos de baixa e alta atividade. O fenômeno é observado a partir da identificação de manchas solares. A cada um desses ciclos, há uma mudança no campo magnético do Sol, afetando o espaço, o clima espacial e atingindo as tecnologias da Terra.
Essas oscilações podem gerar tempestades geomagnéticas, provocando danos aos satélites em órbita, além de afetar redes de energia elétrica, meios de comunicação (internet), Sistema de Navegação por Satélite (GNSS, em inglês) e aviação.
Diante desse cenário, cientistas têm o desafio de prever o número de manchas solares e a probabilidade de que elas produzam explosões. Com os estudos, se pretende entender como proteger a Terra dos efeitos das tempestades solares. O 25º ciclo solar iniciou em dezembro de 2019, com um número pequeno de manchas solares. Nos últimos anos, há um aumento, e o pico máximo deve ser atingido em 2025.
Chefe da Divisão de Clima Espacial do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), o astrofísico Joaquim Costa explica que o Sol exerce uma força magnética invisível nas tempestades:
— Isso resulta da intensificação do campo fraco da estrela originária de sua formação através de um mecanismo conhecido como dínamo. O movimento de rotação solar mais rápido no Equador do que nos polos e o movimento convectivo do interior logo abaixo da fotosfera se compõem na energia mecânica que move o dínamo.
As manchas solares se formam porque o Sol possui um campo magnético turbulento na área mais externa, chamada de Corona Solar ou Coroa. E é nas regiões magneticamente ativas ao redor de agrupamentos de manchas solares que está a maioria das erupções solares e ejeções de massa coronal.
Quando as explosões são intensas, são liberadas grandes quantidades de energia, provocando ventos solares. Conforme Costa, quando essas explosões ocorrem, afetam a comunicação na região da Terra no lado iluminado pelo Sol.
— A mancha quando se forma fica em certas situações estressadas, com linhas do campo magnético muito retorcidas, e a natureza não gosta de deixar muita energia num certo ponto, ela relaxa, tenta produzir um estado menor de energia em algum momento. Acontece esta instabilidade no campo e termina por liberar essa energia magnética armazenada. Por isso ela produz uma atividade, uma explosão solar. Essa explosão pode jogar matéria para fora do Sol e essa matéria, quando está em direção à Terra, vem atormentar nossos satélites e, em casos extremos ou inesperados, derrubar satélites, como o caso recente da Space X — observa Costa, em referência à queda dos satélites Starlink.
Em função de uma tempestade solar, 38 dos 49 satélites lançados pela empresa de Elon Musk caíram no dia 29 de janeiro do ano passado.
— Eles esqueceram de levar em consideração que havia duas tempestades geomagnéticas fracas, mas até o fraco incomoda. E isso expandiu a nossa termosfera — afirma, destacando que o Starlink lança satélites a 250 quilômetros de altura. Em seguida, um propulsor é acionado, levando o satélite para 550 quilômetros.
As manchas solares podem surgir isoladas ou em grupos. O período de aparecimento intenso é chamado de fase de máximo dos ciclos solares. A temperatura das manchas pode variar de 2.700°C a 4.200°C, enquanto a média na superfície solar fica em torno de 5.700°C.
Vento solar
O vento solar é um outro fenômeno que também resulta em matéria ejetada em direção a todos os planetas, incluindo a Terra. A diferença é que não está associado às manchas solares. Quando impactam a magnetosfera da Terra — que protege a Terra de tempestades magnéticas, em muitos casos — são responsáveis também por desencadear auroras normalmente vistas em locais próximos aos nossos polos norte e sul.
— Quando partículas carregadas de uma ejeção de massa coronal (EMC), similar aos ventos, mas com muito mais matéria, elas podem desencadear luzes intensas no céu nas regiões polares, que são chamadas de aurora — destaca.
Conforme o Observatório Astronômico da UFRGS, quando os ventos solares atingem a Terra, os campos magnéticos do nosso planeta são "achatados" na sua região equatorial e logo se deslocam para os polos, criando uma instabilidade nos gases das camadas superiores da atmosfera terrestre. Chamamos essa interação de Aurora Boreal e Austral.
— O vento solar é uma expansão contínua da atmosfera externa do Sol. A coroa por ter uma temperatura muito alta, muito acima do que é a superfície, ela está em contínua expansão. Isso é chamado de vento solar. Esse vento tem uma velocidade de cerca de 300km/s. Os ventos rápidos vão até 800 km/s. As ejeções de massa coronal vão a 3000 km/s ao sair do Sol. Todas elas atuam aqui de forma igual. Carga elétrica, seja do vento, seja de uma ejeção, é a mesma carga, é o mesmo plasma ejetado — reforça Costa.
A previsão de manchas solares, no entanto, ainda representa um desafio para os cientistas.
— A explosão solar é nosso calcanhar de Aquiles. A mancha vai se retorcendo, a gente olha para a cara dela. E hoje a gente tem uma previsão baseada na configuração magnética da mancha, se tem muita polaridade norte próximo à polaridade sul de grande intensidade. Isso pode causar uma reconexão, que é a tal da explosão. Mas não dá para ter garantias. Ela pode se retorcer, fazer sigmoide, ficar bastante estressada e, eventualmente, voltar para trás, relaxar e não produzir liberação. Se tem muita mancha, então tem grandes chances — afirma.
O que é ciclo solar?
O ciclo solar é o evento pelo qual o campo magnético do Sol passa aproximadamente a cada 11 anos. O Sol é uma enorme bola de gás quente carregado eletricamente e esse gás se move, gerando um poderoso campo magnético. A cada 11 anos ou mais, o campo magnético do Sol muda, com os polos norte e sul do Sol trocando de lugar. O ciclo solar afeta a atividade na superfície do Sol, como as manchas solares causadas pelos campos magnéticos do Sol. À medida que os campos magnéticos mudam, também muda a quantidade de atividade na superfície do Sol. Uma maneira de acompanhar o ciclo solar é contando o número de manchas solares.
O que são manchas solares?
São áreas que aparecem escuras na superfície do Sol. Eles parecem menos claros porque são mais frios do que outras partes da superfície do Sol. Se formam em áreas onde os campos magnéticos são particularmente fortes, impedindo que parte do calor do interior solar chegue à superfície.
O que são erupções ou explosões solares?
As linhas do campo magnético próximas às manchas solares muitas vezes se emaranham, se cruzam e se reorganizam. Isso pode causar uma explosão repentina de energia chamada explosão solar. As explosões solares liberam muita radiação no espaço. Se uma explosão solar for muito intensa, a radiação que ela libera pode interferir nas nossas comunicações de rádio aqui na Terra. As erupções solares às vezes são acompanhadas por uma ejeção de massa coronal (CME, abreviadamente).
Fonte: Agência Espacial Norte-americana (Nasa)
