Atualmente estamos vivenciando o ciclo solar 25

O ciclo solar visto em luz ultravioleta de 2010 a 2020 pelo telescópio a bordo da nave espacial PROBA2 da Europa. Crédito da imagem: Dan Seaton/Agência Espacial Europeia (Collage by NOAA/JPL-Caltech)

O ciclo solar descreve um ciclo de aproximadamente 11 anos de atividade solar impulsionado pelo campo magnético do sol e indicado pela frequência e intensidade das manchas solares visíveis na superfície. 

Os ciclos solares são repetitivos, mas difíceis de prever. Um ciclo pode ser tão curto quanto oito anos ou tão longo quanto 14 anos e varia drasticamente em intensidade. O ciclo atual, ciclo solar 25, começou em dezembro de 2019, de acordo com um artigo do ciclo solar 25 da NASA. Espera-se que a atividade solar aumente até o máximo solar previsto em 2025. 

O aumento da atividade solar representa um risco para satélites, espaçonaves e até astronautas que caminham no espaço devido ao aumento da exposição à radiação. Na Terra, as grandes tempestades geomagnéticas que a atividade solar desencadeia podem interferir nas comunicações de rádio de alta frequência e nos Sistemas de Posicionamento Global (GPS), segundo a NASA. 

O QUE CAUSA O CICLO SOLAR?

O ciclo solar é impulsionado pelo campo magnético do sol, de acordo com a NASA Space Place. A cada 11 anos, mais ou menos, o campo magnético do sol muda de modo que o norte se torna sul e o sul se torna norte. Mudanças no campo magnético do sol afetam a quantidade de atividade na superfície solar. 

Em uma declaração da NASA, o físico solar Phil Scherrer, da Universidade de Stanford, descreve o que acontece durante o ciclo solar. "Os campos magnéticos polares do Sol enfraquecem, vão para zero e depois emergem novamente com a polaridade oposta. Esta é uma parte regular do ciclo solar" 

Quando os polos magnéticos do sol se invertem, os efeitos se espalham pelo sistema solar, já que a heliosfera, a região do espaço que é influenciada pelo vento solar, se estende por bilhões de milhas ou quilômetros além de Plutão, de acordo com o comunicado. Planetas sem uma magnetosfera protetora, como Vênus, sentem o impacto total. Em 2006, o sol ejetou uma pequena ejeção de massa coronal (CME); uma liberação de plasma e campo magnético, que atingiu Vênus e privou a atmosfera do planeta de grandes quantidades de oxigênio.  

Os polos magnéticos da Terra também se invertem, mas o intervalo entre as inversões é muito maior, com média de cerca de 300.000 anos de acordo com o Clima da NASA. A última inversão dos polos aconteceu há cerca de 780.000 anos. 

CICLO SOLAR E ATIVIDADE DAS MANCHAS SOLARES

As manchas solares são áreas mais escuras e frias na superfície do sol que surgem devido a distúrbios no campo magnético do sol. O número total de manchas solares varia durante o ciclo solar de 11 anos, com o pico de atividade das manchas solares coincidindo com o máximo solar e um hiato de manchas solares coincidindo com o mínimo solar, de acordo com o Space Weather Prediction Center of the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). O ciclo solar também é às vezes referido como o ciclo das manchas solares.

Durante um ciclo solar, o número de manchas solares vai de baixo para alto e depois volta para baixo. 

A posição das manchas solares também muda ao longo do ciclo. Durante o máximo solar, as manchas solares são encontradas ao longo das latitudes médias (aproximadamente 30 graus ao norte e 30 graus ao sul). Então, as manchas solares se movem gradualmente em direção ao equador, onde estão localizadas durante o mínimo solar. Às vezes, nenhuma mancha solar é visível durante o mínimo solar. 

Durante o máximo solar, um grande número de manchas solares são visíveis em latitudes médias e durante o mínimo solar um número muito pequeno (às vezes zero) de manchas solares são visíveis no equador. Crédito da imagem: Futuro

COMO O CICLO SOLAR NOS AFETA?

Quando o ciclo solar está no pico de atividade, máximo solar, o clima espacial pode representar um risco para as comunicações na Terra, satélites e até astronautas que caminham no espaço.

Um efeito colateral espetacular do aumento da atividade solar durante o ciclo solar é o aumento das oportunidades de ver auroras: A aurora boreal (luzes do Norte) e sua contraparte do Sul, a aurora austral. Quando as partículas energéticas do sol batem e interagem com a atmosfera superior da Terra, espetáculos de luz deslumbrante iluminam o céu. A cor da aurora depende de quais substâncias químicas na atmosfera da Terra as partículas atingem. Os tons vermelhos são produzidos a partir de colisões com moléculas de nitrogênio e o verde é produzido por moléculas de oxigênio.

Apesar da grande quantidade de energia liberada do sol durante períodos particularmente ativos em seu ciclo solar, de acordo com a NASA, a irradiância do sol, a quantidade de radiação eletromagnética recebida do sol em potência por unidade de área, varia em até 0,15% em todo o Ciclo solar de 11 anos. Essa mudança na irradiância não é grande o suficiente para causar mudanças de longo prazo no clima da Terra.

O Solar Dynamics Observatory da NASA capturou uma erupção solar de tamanho moderado em 20 de abril de 2022. O ciclo solar 25 está em andamento. Crédito da imagem: SDO/NASA

De acordo com a NASA, existem três maneiras principais pelas quais a atividade solar elevada pode afetar a Terra. 

Grandes erupções solares podem levar a uma tempestade de apagão de rádio na Terra, em que a energia eletromagnética interrompe a atmosfera superior da Terra. Essa interrupção ocorre principalmente na ionosfera, onde os sinais de comunicação de longa distância viajam, e pode levar a apagões de rádio em todo o mundo. 

Tempestades de radiação solar também podem emitir partículas carregadas em movimento rápido, que carregam muita energia e podem colocar em perigo os astronautas e as naves espaciais em órbita da Terra. Durante essas tempestades, os astronautas da Estação Espacial Internacional podem ser solicitados a procurar abrigo e todas as atividades extraveiculares são interrompidas. Os sistemas sensíveis à radiação nos satélites são desligados até que a tempestade de radiação passe. 

De um a três dias após uma erupção solar apontada para a Terra, uma CME (Ejeção de Massa Coronal) gigante pode atingir a magnetosfera da Terra e induzir correntes nos sistemas elétricos da Terra. As redes elétricas são particularmente vulneráveis a esses surtos de energia, que podem causar grandes apagões. Apagões notáveis causados por tempestades geomagnéticas são os apagões de 1989 em toda a província de Quebec, Canadá e o apagão de 2003 em todo o leste dos EUA e partes do Canadá. 

COMO O CICLO SOLAR É PREVISTO E MONITORADO?

As manchas solares podem ser monitoradas com esboços diários desenhados à mão. Esta imagem mostra desenhos de manchas solares do World Data Center for the Sunspot Index and Long-term Solar Observations (SILSO) no Observatório Real da Bélgica. Crédito da imagem: SILSO/Royal Observatory of Belgium

É importante prever e monitorar os ciclos solares para que estejamos preparados para mudanças na atividade solar. 

O Centro de Dados Mundial para o Índice de Manchas Solares e Observações Solares de Longo Prazo no Observatório Real da Bélgica monitora e prevê o ciclo solar, rastreando manchas solares e registrando os altos e baixos do ciclo solar. Os cientistas da NASA e da NOAA também formam um painel regular de previsão do ciclo solar para avaliar a atividade solar.

Compreender o ciclo solar e ser capaz de prever quando um novo ciclo surgirá é uma parte fundamental da previsão do tempo espacial.

Os cientistas esperam um dia poder prever o clima espacial como os meteorologistas fazem aqui na Terra. 

"Não há mau tempo, apenas má preparação", disse Jake Bleacher, cientista-chefe da Diretoria de Exploração Humana e Missão de Operações da NASA, no artigo do ciclo solar 25 da NASA. "O clima espacial é o que é, nosso trabalho é nos preparar".

QUEM DESCOBRIU O CICLO SOLAR?

O ciclo solar foi descoberto pelo astrônomo amador Heinrich Schwabe durante suas observações do Sol entre 1826 e 1843, segundo a NASA. Schwabe notou que a atividade das manchas solares mudou ao longo de aproximadamente 11 anos. Ele também determinou que o sol gira uma vez a cada 27 dias. 

Os cientistas vêm numerando os ciclos solares desde 1755. O ciclo solar 1 começou em março de 1755 e terminou em junho de 1766, de acordo com o site de notícias espaciais spacetoday.org. Atualmente estamos vivenciando o ciclo solar 25. 

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RECURSOS ADICIONAIS

• Confira o Centro de Previsão do Clima Espacial (SWPC) da NOAA para obter as previsões oficiais do clima espacial para os EUA.
• Explore mais sobre os impactos do clima espacial com o SWPC da NOAA. 
• Veja o ciclo solar como nunca antes com esta impressionante imagem composta do Observatório Solar e Heliosférico (SOHO), que mostra as mudanças na aparência do sol ao longo do ciclo solar. 
• Leia mais sobre como cientistas de todo o mundo ajudam a rastrear o ciclo solar neste artigo da NASA.

BIBLIOGRAFIA

 Buis, A., 2021. Flip Flop: Por que as variações no campo magnético da Terra não estão causando as mudanças climáticas de hoje — Mudanças climáticas: Sinais vitais do planeta. [online] Mudanças Climáticas: Sinais Vitais do Planeta. [Acesso em 25 de abril de 2022].

Gold, A., 2021. Cinco perguntas sobre o clima espacial e seus efeitos na Terra, respondidas. [online] NASA. [Acesso em 25 de abril de 2022].

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Potter, S., 2021. O Ciclo Solar 25 Chegou. Cientistas da NASA, NOAA explicam o que isso significa. [online] NASA. [Acesso em 25 de abril de 2022].

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Referência:

DOBRIJEVIC, Daisy. Solar cycle: What is it and why does it matter? Space, Nova York, 25, abr. 2022. References. Disponível em: <https://www.space.com/solar-cycle-frequency-prediction-facts>. Acesso em: 21, mai. 2022.

Marcello Franciolle F T I P E
Founder - Gaia Ciência

Marcello é fundador da Gaia Ciência, que é um periódico científico que foi pensado para ser uma ferramenta para entender o universo e o mundo em que vivemos, com temas candentes e fascinantes sobre o Universo e Ciências da Terra para inspirar e encantar as pessoas. Ele é graduando em Administração pelo Centro Universitário N. Sra. do Patrocínio (CEUNSP) – frequentou a Universidade de Sorocaba (UNISO); graduação em Análise de Sistemas e onde participou do Encontro de Pesquisadores e Iniciação Científica (EPIC). Suas paixões são literatura, filosofia, poesia e claro ciência.