Novo relógio do Sol mostra como nossa estrela muda de estação

Os relógios solares estão entre os primeiros instrumentos usados pela humanidade para medir o tempo, mas um novo tipo de relógio solar está elevando a outro patamar a precisão do monitoramento do clima espacial.

Nosso Sol tem ciclos de atividade de cerca de 11 anos, que variam de um mínimo a um máximo – e esse máximo envolve atividades violentas, que geram alguns dos eventos climáticos espaciais mais extremos da Terra, impactando satélites e sistemas de comunicação, distribuição de energia e aviação.

Até agora, os cientistas sabiam que cada ciclo solar possui três “estações”: (a) o máximo solar, durante o qual o Sol está ativo e desordenado, o clima espacial fica tempestuoso e os eventos são irregulares (b) a fase de declínio, quando o Sol e o vento solar tornam-se ordenados e o clima espacial fica mais moderado; e (c) o mínimo solar, quando a atividade solar fica tranquila.

Mas as coisas não são assim tão simples, conforme acabam de demonstrar Sandra Chapman e seus colegas da Universidade de Warwick, no Reino Unido.

A equipe construiu um novo tipo de relógio solar – é um relógio do Sol e não um relógio de sol – a partir do registro diário do número de manchas solares disponível desde 1818. O relógio mapeia os ciclos solares, cada um com suas próprias irregularidades, na forma de um relógio regular.

No ano passado, a equipe já havia construído um relógio do Sol que mostra os dias da nossa estrela conforme o ciclo solar. Agora eles fizeram uma versão que permitiu, pela primeira vez, estudar as estações solares.

Estações solares

A primeira e mais importante descoberta revelada pelo novo relógio do Sol é que as estações solares não são igualmente distribuídas e não há datas para a passagem de uma para a outra, como as estações terrestres.

Na verdade, a mudança do máximo solar para a fase de declínio é rápida, ocorrendo dentro de algumas poucas rotações solares (27 dias). Mais do que isso, a fase de declínio da atividade solar é duas vezes mais longa nos ciclos solares pares do que nos ciclos ímpares.

Não é exatamente uma questão de par ou ímpar, mas da polaridade magnética do Sol, que reverte a cada ciclo. Quando a polaridade magnética do Sol está “para cima”, o que coincide com os ciclos de números pares, a passagem do máximo para o mínimo é cerca de duas vezes mais longa do que quando a polaridade magnética do Sol está “para baixo”, o que coincide com os ciclos de números ímpares.

Como estamos entrando no ciclo 25, a equipe já prevê que a próxima fase de declínio será curta. “Se você sabe que teve um ciclo longo, sabe que o próximo será curto, então podemos estimar quanto tempo vai durar. Saber o momento das estações climáticas ajuda a planejar o clima espacial. Operacionalmente, é útil saber quando as condições estarão ativas ou silenciosas, para satélites, redes de energia, comunicações,” disse Sandra.

O relógio do Sol também coloca de forma clara algumas das questões que a ciência ainda não sabe responder sobre nossa estrela.

“Também acho notável que algo do tamanho do Sol possa inverter seu campo magnético a cada 11 anos, e ir para de baixo para cima ser diferente de ir de cima para baixo. De alguma forma, o Sol ‘sabe em que direção está’, e este é um problema intrigante, no cerne de como o Sol gera seu campo magnético,” disse a pesquisadora.