[ Livremente traduzido de: Solar Cycle Driven by More than Sunspots ]

O Sol também bombardeia a Terra com jatos de ventos de alta velocidade

Concepção artística do Vento Solar atingindo a Terra. Crédito e imagem ampliada

17 de setembro de 2009

Contrariando a opinião reinante, uma nova pesquisa descobriu que o número de manchas solares não é um indicador confiável para o impacto da atividade solar sobre a Terra no decurso do ciclo solar de 11 anos. O estudo, conduzido pelos cientistas do Centro Nacional de Pesquisas Atmosféricas (National Center for Atmospheric Research = NCAR) e da Universidade de Michigan, descobriu que a Terra foi bombardeada, no ano passado, por altos níveis de energia solar, em uma época em que o Sol atravessava uma fase incomumente calma e as manchas solares tinham virtualmente desaparecido.

Sarah Gibson, do Observatório de Grande Altitude (High Altitude Observatory) do NCAR, principal autora do estudo, diz:

— O Sol continua nos surpreender. O vento solar pode atingir a Terra como uma mangueira de incêndio, mesmo quando praticamente não há manchas solares.

O estudo, em conjunto com cientistas da NOAA e NASA, é publicado hoje em Journal of Geophysical Research e foi financiado pela NASA e pela Fundação Nacional de Ciências (NSF), patrocinadora do NCAR.

Rich Behnke, diretor de programa na Divisão de Ciências Atmosféricas da NSF, declara:

— É de vital importância que compreendamos que um Sol “calmo” não é tão calmo assim. Essas correntes de vento de alta velocidade podem afetar muitos de nossos sistemas de comunicação e navegação. E elas podem chegar a qualquer hora, em qualquer parte do ciclo solar.

Os cientista têm usado por séculos as manchas solares – áreas de campos magnéticos concentrados que aparecem como manchas escuras na superfície do Sol – para monitorar o ciclo solar de aproximados 11 anos. No máximo de atividade solar, o número de manchas solares atinge um pico. Durante esse período, ocorrem diariamente intensas erupções solares e tempestades geomagnéticas frequentemente atingem a Terra, pondo fora de ação satélites e prejudicando as redes de comunicações.

Gibson e seus colegas se concentraram, entretanto, em outro processo pelo qual o Sol descarrega energia. A equipe analisou as correntes de alta velocidade no vento solar que espalham campos magnéticos turbulentos através de nosso sistema solar.

Quando essas correntes sopram perto da Terra, intensificam a energia do cinturão de radiação externo de nosso planeta. Isso pode gerar sérias condições adversas para satélites em órbita da Terra e afetar os sistemas globais de comunicações, assim como ameaçar os astronautas a bordo da Estação Espacial Internacional. As Auroras iluminam os céus noturnos repetidamente nas altas latitudes, na medida em que as correntes passam, causando correntes elétricas da faixa do mega-amperes a poucas centenas de quilômetros acima da superfície terrestre. Toda essa energia aquece e expande a atmosfera superior. Essa expansão empurra o ar mais denso para cima, travando os satélites e fazendo-os cair a altitudes menores.

Os cientistas até então acreditavam que essas correntes praticamente desapareciam quando o ciclo solar atingia um mínimo. Porém, quando a equipe do estudo comparou as medições realizadas no corrente mínimo solar. efetuadas em 2008, com as medições feitas durante o último mínimo solar em 1996, descobriu que a Terra, em 2008, continuou a reverberar com o efeito das correntes. Muito embora o corrente mínimo solar apresente menos manchas solares do que qualquer outro mínimo nos últimos 75 anos, o efeito do Sol sobre o cinturão externo de radiação da Terra, medido pelos fluxos de elétrons, foi três vezes maior no ano passado do que em 1996.

Gibson declarou que as observações deste ano mostram que os ventos finalmente abrandaram, quase dois anos depois que as manchas solares atingiram os níveis do mínimo do ciclo passado.

Os autores ressalvam que são necessários mais estudos para compreender os impactos dessas correntes de alta velocidade sobre o planeta. O estudo levanta questionamentos sobre como as correntes poderiam ter afetado a Terra no passado, quando o Sol passou por períodos extensos de poucas manchas solares, tais como o período conhecido como o “Mínimo de Maunder” que durou de cerca de 1645 a 1715.

Segundo Gibson:

— O fato de que a Terra pode continuar a reverberar com a energia solar, tem implicações para os sistemas de satélites e outros sistemas tecnológicos sensíveis. Isto deve manter os cientistas ocupados em reunir todas as peças do quebra-cabeças.

Atingindo a Terra com correntes de energia

Neste novo estudo, os cientistas analisaram informações colhidas a partir de uma rede de instrumentos com base em Terra e no espaço, durante dois projetos cientíificos internacionais: o Whole Sun Month (Mês Solar Integral) no fim do verão (do Hemisfério Norte) de 1996 e o Whole Heliosphere Interval (Intervalo Integral da Heliosfera) no iníicio da primavera (Norte) de 2008.  O ciclo solar estava em um estado de mínimo em ambos os períodos de estudo, com poucas manchas solares em 1996 e menos ainda em 2008.

A equipe descobriu que correntes de alta velocidade de partículas carregadas – fortes, longas e recorrentes – atingiram a Terra em 2008. Em contraste, a Terra recebeu correntes mais fracas e esporádicas em 1996. O resultado foi que o planeta foi mais afetado pelo Sol em 2008 do que em 1996, como comprovam as medições de variáveis tais como o fluxo de elétrons no cinturão externo de radiação, a velocidade do vento solar nas vizinhanças da Terra e o comportamento periódico das Auroras (Boreal e Austral) em resposta às repetidas correntes de alta velocidade.

A preponderância das correntes de alta velocidade durante este mínimo solar parece estar relacionada com a atual estrutura do Sol. Enquanto as manchas solares se tornavam menos comuns ao longo dos últimos anos, grandes buracos coronais flutuavam na superfície do Sol, próximos a seu Equador. Os jatos de alta velocidade que emergem desses buracos egolfaram a Terra durante 55% do período dos estudos, em lugar dos 31% do período de estudos em 1996. Um único jato de partículas carregadas pode durar até entre 7 e 10 dias. Em seus picos, o impacto acumulado dos jatos durante um ano pode injetar tanta energia no ambiente terrestre quanto erupções maciças na superfície do Sol em um ano de máximo no ciclo solar, afirma a co-autora
Janet Kozyra da Universidade de Michigan.

As correntes golpeiam a Terra periodicamentey, jorrando em plena força como uma mangueira de incêndio, enquanto o Sol gira. Quando os campos magnéticos nos ventos solares apontam em uma direção oposta à das linhas do campo da magnetosfera terrestre, o efeito é mais forte. A força e a velocidade dos campos magnéticos nas correntes de alta velocidade também podem afetar a resposta do planeta.

Os autores especulam que o alto número de buracos coronais de baixa latitude, durante o corrente mínimo solar, podem estar relacionados com um enfraquecimento do campo magnético total do Sol. Em 2008, o Sol apresentou buracos coronais polares menores do que em 1996, porém as correntes de alta velocidade que saem dos buracos coronais polares não vêm na direção da Terra.

Kozyra acrescenta:

— A interação Sol-Terra é complexa e ainda não descobrimos todas as consequências dos incomuns ventos solares do corrente ciclo sobre o ambiente terrestre. A intensidade da atividade magnética na Terra, durante este mínimo solar extremamente calmo, surpreendeu a todos. As novas observações do ano passado estão modificando nossa compreensão sobre como intervalos de quietude solar afetam a Terra e como e por que isso pode mudar de ciclo para ciclo.