À medida que o Sol se aproxima do pico de seu ciclo solar atual, nossa estrela se torna mais ativa. E, segundo os cientistas, o pico dessa atividade pode ocorrer antes do esperado.
Fonte da imagem: NASA/SDO
Aproximadamente a cada 11 anos, o Sol passa por períodos de baixa e alta atividade solar, que estão associados ao número de manchas solares em sua superfície. Essas regiões escuras, algumas das quais podem ser tão grandes quanto a Terra ou até maiores, são impulsionadas pelo campo magnético forte e em constante mudança do Sol.
Durante o ciclo solar, o Sol passa de um período tranquilo para um período intenso e ativo. Durante o pico de atividade, chamado máximo solar, os pólos magnéticos do Sol se invertem. Então, durante o mínimo solar, o Sol está calmo novamente. Inicialmente, previa-se que o pico de atividade começaria em julho de 2025. Agora, os especialistas acreditam que o pico cíclico provavelmente ocorrerá em meados ou no final de 2024.
O ciclo solar atual, conhecido como ciclo solar 25, tem sido muito ativo, mais ativo do que o esperado. Cientistas do Centro de Previsão do Clima Espacial da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA/NWS) em Boulder, Colorado, já rastrearam mais manchas solares do que as contadas no pico do ciclo anterior.
«Não há dois ciclos solares iguais”, disse Mark Miesch, pesquisador do Centro de Previsão do Clima Espacial (SWPC). “Este máximo solar é o clima espacial equivalente a uma temporada de furacões. É nesta época que observamos as tempestades mais severas. Mas ao contrário da temporada de furacões, que dura vários meses, o máximo solar dura vários anos”.
O aumento da atividade também inclui fortes erupções solares, ejeções de massa coronal e campos magnéticos que explodem na atmosfera externa do Sol. Tempestades solares geradas pelo Sol podem afetar redes elétricas, GPS e aviação, bem como satélites em órbita baixa da Terra. Esses fenômenos também causam interrupções de rádio e até representam um perigo para voos espaciais tripulados.
Em 2 de outubro de 2022, ocorreu uma explosão X1 no Sol, capturada pelo Solar Dynamics Observatory (SDO) da NASA. Os eventos de classe X são os surtos mais intensos e podem afetar os sistemas de comunicação na Terra. Fonte da imagem: NASA/SDO
Um exemplo famoso: em 29 de janeiro de 2022, uma série de ejeções de massa coronal ocorreu no Sol, e isso levou ao aquecimento e à expansão da atmosfera externa da Terra. Como resultado dessa expansão, 38 dos 49 satélites Starlink lançados pela SpaceX pegaram fogo.
Mas um aumento na atividade não é incomum e continuará à medida que o máximo solar se aproxima. As manchas solares se formarão cada vez com mais frequência, o que levará a um aumento na atividade. “Isso é absolutamente normal”, disse Alex Young, diretor assistente de ciências da Divisão de Ciências Heliofísicas da NASA no Goddard Space Flight Center (GSFC) em Greenbelt, Maryland. “O que estamos vendo é geralmente bastante esperado. À medida que você se aproxima do máximo solar, vê mais e mais manchas solares aparecendo em aglomerados. Às vezes, esses aglomerados serão maiores e mais longos.”
Esta imagem mostra uma ejeção de massa coronal. Um evento solar magnético pode enviar bilhões de toneladas de plasma para o espaço, que podem atingir a Terra em um a três dias, afetando sistemas eletrônicos tanto em satélites quanto na Terra. Fonte da imagem: NASA
«À medida que nos tornamos mais dependentes da tecnologia, da rede elétrica, dos satélites, das aeronaves e do GPS, o impacto do clima espacial aumenta, pois são esses os sistemas afetados pelas tempestades solares. Embora esse ciclo particular não seja algo extraordinário do ponto de vista do Sol, é do nosso ponto de vista”, disse Misch.
As novas previsões de máximo solar foram lideradas por Scott McIntosh, Diretor Associado do Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica (NCAR), e Robert Leamon, Cientista Associado do Goddard Planetary Heliophysics Institute (GPHI), e seus co-autores. O Instituto é uma parceria da Universidade de Maryland (UMB), Condado de Baltimore, Universidade de Maryland (UMD), College Park e American University (AU) com a NASA.
Em vez de rastrear as manchas solares, os pesquisadores se concentraram no chamado “terminador” – o ponto em que a atividade de um ciclo solar desaparece da superfície do Sol, seguido por um aumento acentuado na atividade solar no novo ciclo. As manchas solares são consideradas a chave para prever os ciclos solares, mas Leamon disse que ele e seus colegas acreditam que rastrear a atividade magnética que causa as manchas solares pode fazer previsões mais precisas. Depois de atingir o máximo solar, a atividade pode persistir por muitos anos.
Após o máximo, o número de erupções solares atinge o pico, disse Lemon. O aumento ocorre na fase ascendente dos ciclos solares pares e na fase descendente dos ciclos ímpares. “O pico das consequências para a Terra vem depois do máximo, então as maiores consequências para os próximos anos estão garantidas. É depois da máxima que se esperam os maiores fogos de artifício. Mesmo que haja menos manchas solares, elas serão mais produtivas”, disse ele.
Os cientistas usaram modelos de computador e dados do Solar Dynamics Observatory (SDO) da NASA para criar uma visão do complexo campo magnético do Sol em 10 de agosto de 2018. Fonte da imagem: NASA/GSFC/SDO
«Embora a transição do mínimo solar para o máximo solar geralmente leve cerca de quatro anos, não há um pico simples para o máximo porque o Sol é muito volátil”, diz Misch. Às vezes, durante alguns ciclos solares, há dois picos, quando os hemisférios norte e sul do sol estão fora de sincronia, disse Young. Isso pode acontecer quando o número de manchas solares em um hemisfério atinge o pico em um momento diferente do outro hemisfério, resultando em um alongamento do máximo. “O máximo solar pode durar cerca de dois anos antes que as coisas diminuam, o que significa que a chance de tempestades solares pode permanecer alta por mais tempo do que o pico real”, disse Misch.
Um efeito colateral mais positivo do aumento da atividade solar é a “dança” da aurora ao redor dos pólos da Terra, conhecida como aurora boreal (aurora boreal) e aurora austral (aurora austral). Quando partículas carregadas de ejeções de massa coronal atingem o campo magnético da Terra, elas interagem com gases na atmosfera da Terra, criando um brilho colorido no céu.
Uma mancha solar gigante medindo quase 128.748 km de diâmetro apareceu no Sol em 23 de outubro de 2014. Fonte da imagem: NASA/SDO
Tempestades geomagnéticas desencadeadas pelo Sol em fevereiro e abril fizeram com que os aurores fossem visíveis onde raramente são vistos, incluindo o sul do Novo México, Missouri, Carolina do Norte e Califórnia nos Estados Unidos, bem como o sudeste da Inglaterra e outras partes da o Reino Unido. Dependendo do terreno, os aurores nem sempre são visíveis acima, diz Young, mas podem evocar um espetáculo colorido no horizonte. Para aqueles que procuram ver Aurores mais intensos no futuro, Young diz que pode valer a pena ir para o Alasca, Canadá, Islândia, Noruega, Escandinávia ou a península superior de Michigan. “Eu vi aurora – este é um dos fenômenos mais surpreendentes que já observei”, disse ele.
Embora o momento mais provável para a ocorrência de tempestades solares seja no auge, elas podem ocorrer em qualquer ponto do ciclo, disse Misch. O Centro de Previsão do Clima Espacial (SWPC) usa dados de observatórios terrestres e espaciais, mapas magnéticos da superfície solar e observações ultravioleta da atmosfera externa do Sol para determinar quando explosões solares, ejeções de massa coronal e outras condições meteorológicas espaciais são mais provável de afetar a Terra.
Previsões, observações, avisos e alertas são fornecidos aos afetados pelo clima espacial o mais rápido possível, de horas a semanas, de acordo com Bill Murtagh, coordenador do programa do centro. As explosões solares podem afetar as comunicações e o GPS quase imediatamente, pois perturbam a ionosfera da Terra ou parte da atmosfera superior. As partículas de alta energia liberadas pelo Sol também podem destruir a eletrônica da espaçonave e afetar os astronautas desprotegidos por 20 minutos a horas.
Partículas enviadas em alta velocidade pelo Sol durante ejeções de massa coronal podem atingir a Terra em 30 a 72 horas, causando tempestades geomagnéticas que afetam satélites e criam correntes elétricas na atmosfera superior que viajam pela Terra, impactando a rede elétrica.
De acordo com o Serviço Geológico dos Estados Unidos (USGS), as regiões a leste das Montanhas Apalaches, o meio-oeste superior e o noroeste do Pacífico são mais propensas a quedas de energia porque o solo nessas áreas conduz a corrente de maneira diferente, dependendo de sua composição. As tempestades também afetam os padrões de voo das companhias aéreas comerciais, que são obrigadas a ficar longe dos pólos da Terra durante as tempestades geomagnéticas devido à perda de comunicação ou falhas de navegação.
Uma erupção solar de tamanho médio e ejeção de massa coronal irrompeu de uma grande região ativa em 14 de julho de 2017. Loops são partículas em espiral ao longo das linhas do campo magnético que se formaram após a explosão. As imagens foram tiradas na faixa de comprimento de onda da luz ultravioleta extrema. Fonte da imagem: NASA/GSFC/SDO
Prever quando a próxima grande tempestade solar afetará a Terra é bastante difícil. Tempestades extremas já aconteceram antes, por exemplo, uma delas derrubou a rede elétrica em Quebec em 1989. O “Evento Carrington” de 1859 continua sendo a tempestade geomagnética mais intensa já registrada, fazendo com que as estações telegráficas brilhem e se iluminem e o céu brilhe com auroras árticas, mesmo em latitudes tropicais. Se tal evento ocorrer hoje, pode causar trilhões de dólares em danos e desligar algumas redes de energia por um longo tempo. “Não sabemos quando ocorrerá o próximo grande desastre. Pode acontecer em algumas semanas ou em 50 anos”, disse Murtagh.
O sol e seus mistérios fascinam a humanidade há milhares de anos. O sol é a âncora do nosso sistema solar e fornece o calor e a luz necessários para a sobrevivência da vida, mas muitas questões permanecem sobre seus processos internos que determinam sua atividade magnética. Desvendar os segredos restantes do sol por meio de missões como a Parker Solar Probe da NASA e a Solar Orbiter da Agência Espacial Européia (ESA) pode melhorar as previsões. E os cientistas terão a chance de estudar o Sol durante um eclipse solar total em 8 de abril de 2024.