Nosso Sol é um companheiro constante e eterno. Confiável como um relógio, sua aparente passagem pelo céu nos permite medir o tempo. O Sol e seu caminho também são a fonte das estações da Terra. Mas, em muitos aspectos, o nosso Sol está longe de ser calmo e imutável. E o período do próximo máximo solar pode estar mais perto do que se pensava.
De perto, o Sol mostra extensa variação e atividade. Explosões brilhantes chamadas flares ou erupções solares causam regularmente enormes surtos de radiação. Áreas mais escuras e frias chamadas manchas solares emergem, movem-se, mudam de forma e desaparecem. O Sol também libera material para o espaço em erupções poderosas, chamadas eventos de partículas solares.
Esta atividade solar varia com o tempo. Atinge o pico a cada 11 anos – e o próximo ponto alto estava previsto para julho de 2025.
Mas agora parece que este “máximo solar” chegará mais cedo do que o esperado. Esta descoberta pode levar a uma melhor compreensão da nossa estrela hospedeira.
A atividade solar também afeta a Terra e a tecnologia da qual dependemos. Eventos de partículas solares podem desativar satélites e perturbar redes elétricas. A atividade do Sol que afeta nosso planeta é frequentemente chamada de “clima espacial”.
O tempo é importante
Para garantir que podemos fazer previsões e nos preparar, precisamos de um bom conjunto de regras – um modelo científico. A NASA e a Administração Nacional Oceânica e Atmosférica dos EUA vêm criando isso há muitos anos.
Eles mesclam uma variedade de métodos para prever a atividade solar. Esta abordagem produziu uma data para o próximo máximo solar (o pico) por volta de julho de 2025. Este pico também foi previsto como relativamente fraco, como o máximo durante o ciclo solar anterior. Isso durou cerca de dezembro de 2008 a dezembro de 2019, com pico em abril de 2014.
No entanto, uma previsão alternativa foi publicada por uma equipe liderada pelo cientista da NASA Robert Leamon e Scott McIntosh, vice-diretor do Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica dos EUA (NCAR). Eles dizem que o pico do ciclo ocorrerá um ano antes, em meados de 2024, e o número de manchas solares será o dobro da previsão oficial – uma indicação de atividade. As observações do Sol apoiam atualmente esta previsão alternativa.
O que é interessante é que muitos métodos de previsão baseiam-se na cronometragem da duração de um ciclo medido pelo mínimo (ponto mais baixo) da atividade solar. Mas Leamon e McIntosh analisaram com mais profundidade as manchas solares reais e as suas propriedades magnéticas.
Quando um ciclo solar termina, não é instantâneo. É uma transição suave onde aparecem menos manchas solares com propriedades magnéticas ligadas ao ciclo antigo e mais manchas solares com propriedades ligadas ao novo ciclo.
Esta previsão atual utiliza o terminador – o momento em que a última mancha solar do antigo ciclo desapareceu – para indicar o fim desse ciclo solar. Isso pode resultar em tempos diferentes para a duração de um ciclo. Por exemplo, o último mínimo foi dezembro de 2019, mas o terminador realmente aconteceu em dezembro de 2021. O grupo de pesquisa foi então capaz de desenvolver previsões sobre quão forte seria o próximo ciclo, observando a duração do ciclo anterior.
Na linha de fogo
Mas o que significaria para nós uma maior atividade solar, à medida que o ciclo atinge em breve o seu pico?
Como o Sol libera grandes quantidades de energia na forma de explosões e outros eventos que ejetam material para o espaço, há uma chance de que alguma atinja a Terra se estivermos na linha de fogo. Felizmente, a Terra tem o seu próprio escudo magnético que pode nos proteger.
À medida que as partículas e os campos magnéticos do Sol chegam até nós, eles interagem primeiro com o campo magnético da própria Terra, fazendo com que este seja golpeado e esmagado. Também força as partículas solares a se moverem de uma forma ditada pelos campos magnéticos da Terra. Isso os prende até certo ponto, impedindo-os de atingir a superfície da Terra.
Embora o “escudo” magnético da Terra nos dê um certo grau de proteção, a atividade solar ainda nos afeta. Exemplos disso são as luzes do norte (ou do sul). Isso ocorre quando as partículas solares atingem a alta atmosfera e “excitam” os átomos ali, fazendo com que eles se movam para um estado de alta energia. À medida que os átomos relaxam, emitem luz em cores diferentes – por exemplo, vermelhos, verdes e azuis. Esta impressionante exibição é idealmente visualizada mais perto dos polos magnéticos do nosso planeta.
A atividade solar pode causar picos de energia nas longas linhas de transmissão usadas nas redes elétricas. Um exemplo foi o apagão de energia em 1989 em Quebec, Canadá.
Outros efeitos incluem uma mudança na densidade das partículas na alta atmosfera. Isso pode resultar em pequenos erros em dispositivos que usam GPS. Também pode levar a um ligeiro aquecimento da nossa atmosfera exterior, fazendo-a estender-se ainda mais para o espaço. Isso aumenta a espessura da atmosfera para satélites em órbita baixa da Terra.
Isso pode fazer com que percam altitude e, às vezes, queimem. Um desses eventos afetou um lote de novos satélites StarLink lançados pela SpaceX em fevereiro de 2022. Este evento ocorreu quando o Sol mostrava cerca de metade da atividade que estamos experimentando atualmente.
Quando a atividade solar fica mais forte, é mais provável que uma tempestade solar nos atinja, causando problemas elétricos nos satélites. Essas espaçonaves podem precisar ser colocadas no chamado “modo de segurança”, onde muitos sistemas são desligados. Isso permite que eles fiquem de fora da tempestade.
A nossa sociedade está em constante desenvolvimento de formas que nos tornam mais dependentes da infraestrutura elétrica. Estamos também a expandir a nossa tecnologia para o espaço – tecnologia que é vulnerável se não monitorarmos o clima espacial e a sua fonte, o Sol. Se soubermos o que está por vir, podemos nos preparar. As redes elétricas estão sendo projetadas para serem menos propensas a picos de energia e os satélites estão sendo projetados para enfrentar melhor o clima espacial.
Mas precisamos de uma compreensão mais profunda da nossa estrela. Os especialistas já mantêm um registro detalhado de observações passadas e estão constantemente a alargar as suas formas de observar o Sol e o clima espacial através de satélites. Estamos também a melhorar os modelos científicos que nos permitem prever a atividade solar. Este ciclo solar atual e surpreendente aumentará a nossa capacidade de fazer isso.
Daniel Brown, professor de astronomia, Nottingham Trent University
Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
Adaptado de ScienceAlert
