Ondas do tamanho do planeta são observadas na atmosfera do Sol

Características muito procuradas podem ajudar os pesquisadores a melhorar modelos de atividade solar e prever o clima espacial.

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Sol observado na linha espectral 94 Å para observar regiões da coroa durante uma erupção solar. As imagens são tipicamente coloridas em verde. Crédito: NASA / SDO / Goddard

Por Sid Perkins
Publicado na Nature

Grandes ondulações na atmosfera da Terra, chamadas ondas de Rossby (ou ondas planetárias), ajudam a conduzir as correntes de jatos e os padrões climáticos do planeta. Agora, um estudo publicado na Nature Astronomy oferece uma melhor evidência que essas ondas também existem no Sol [1].

As ondas de Rossby foram descobertas na atmosfera da Terra no final dos anos 1930. Governadas pela rotação do planeta, elas foram observadas nas atmosferas de outros planetas, bem como nos oceanos do planeta Terra. Em princípio, essas ondas podem se formar em qualquer fluido rotativo, diz Scott McIntosh, físico solar do Centro Nacional de Pesquisas Atmosféricas em Boulder, Colorado e principal autor  do estudo.

Há muito tempo os pesquisadores procuram evidências de ondas Rossby no Sol, diz McIntosh. Uma maior compreensão dessas características e seus movimentos poderiam ajudar os cientistas a prever melhor a formação de manchas e erupções solares.

Olhando para o sol

No passado, os astrônomos foram impedidos em sua busca pelas ondas devido sua visão limitada do Sol, uma vez que somente um lado poderia ser visto da Terra. Porém três sondas solares (Pesquisa envolvendo o Observatório de Dinâmica Solar da NASA e sua missão do Projeto Stereo – Solar Terrestrial Relations Observatory) foram posicionadas por vários anos para dar aos pesquisadores uma visão de 360° da atmosfera solar.  (os astrônomos perderam a comunicação com a uma sonda depois que se deslocou para parte de trás do Sol em meados de 2014).

A equipe se concentrou em padrões de traços quentes e brilhantes que saltam da coroa solar e podem ser usados ​​para rastrear os movimentos turbulentos mais profundo da atmosfera solar, diz McIntosh. Usando dados coletados pelas sondas a partir de junho de 2010 a maio de 2013, pesquisadores identificaram pontos aglomerados brilhantes bem definidos que se deslocaram para o oeste, em média, a uma velocidade de cerca de 3,25 m/s no hemisfério norte do Sol e em cerca de 2,65 m/s no hemisfério sul.

Os pontos aglomerados se moviam para oeste mais rapidamente do que as porções subjacentes da atmosfera solar, que é uma marca registrada das ondas de Rossby, observa McIntosh.

Os pesquisadores chamaram os padrões de “ondas tipo Rossby” pois se relacionam  também com a atividade magnética do plasma do Sol, não apenas com o movimento fluido. “Não é verdadeiramente surpresa que  encontramos essas ondas no Sol”, diz McIntosh. “Só recentemente, pela primeira vez na história humana, pudemos ver toda a superfície do Sol ao mesmo tempo”, não apenas o lado voltado para a Terra – graças ao posicionamento das sondas solares.

As descobertas da equipe são a primeira evidência forte para ondas de Rossby no sol, diz Mihalis Mathioudakis, Astrofísico da Queen’s University Belfast, Reino Unido.

“Este é um bom resultado, se essas características são de fato as ondas de Rossby”, diz Joseph Gurman, astrofísico do Goddard Space Flight Center da NASA, em Greenbelt, Maryland. A visão completa da superfície do Sol em todas as latitudes e longitudes “proporcionou uma oportunidade única para descobrir coisas que não tínhamos visto antes”.

Padrões do clima cósmico

Os pontos brilhantes estão ligados ao aumento da atividade magnética, portanto, uma melhor compreensão de sua formação, evolução e movimento pode ajudar os pesquisadores a ajustar os modelos de atividade solar, diz McIntosh. Isso, por sua vez, pode levar a melhores previsões das atividades solares, como o desenvolvimento de manchas solares. Mas também pode ajudar a prever o início de tempestades solares potencialmente devastadoras – erupções maciças de partículas altamente carregadas no espaço, chamadas ejeções de massa coronal (CME- Coronal Mass Ejections). Se as CME particularmente fortes atingirem a Terra, elas podem paralisar os satélites de comunicações e destruir as redes elétricas em grandes regiões. Alguns estudos sugerem que o custo desses perigos do “clima espacial” pode ser de cerca de US $ 10 bilhões por ano*.

“Se os pesquisadores puderem identificar regiões ativas no Sol e ter alguma confiança em como evoluem, então isso poderia fornecer algum alerta”, diz Todd Hoeksema, físico solar da Universidade de Stanford, Califórnia.

Mas prever o tempo espacial “pode ​​não ser tão simples quanto o da Terra”, diz Richard Morton, físico solar da Northumbria University em Newcastle-upon-Tyne, no Reino Unido. A interação complexa de campos magnéticos fortes com fluxo de fluidos na atmosfera do Sol pode indicar que as tendências de atividade solar a longo prazo são mais fáceis de prever do que as atividades de curto prazo, como uma erupção solar que pode ocorrer de um dia para o outro.

No entanto, McIntosh e sua equipe esperam monitorar os padrões climáticos da Sol e entender suas origens para aumentar a precisão das previsões meteorológicas espaciais para proteger nossa sociedade tecnológica, dizem eles.

*Nota editor: Recentemente uma nova estimativa foi feita dos possíveis danos causados por uma tempestade solar. O estudo mostra que os prejuízos poderiam ser da ordem de 40 Bilhões de dólares ao dia para os EUA, valor muito maior que o informado nesta notícia. Detalhes desse estudo podem ser consultados na referência 2.

Referências

[1] Scott W. McIntosh; William J. Cramer;Manuel Pichardo Marcano & Robert J. Leamon. The detection of Rossby-like  waves on the Sun. Nature Astronomy 1, Article number: 0086/2017.

[2] Oughton, E. J., A. Skelton, R. B. Horne, A. W. P. Thomson, and C. T. Gaunt (2017), Quantifying the daily economic impact of extreme space weather due to failure in electricity transmission infrastructure, Space Weather, 15, 6583, doi:10.1002/2016SW001491.

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