Viver com uma estrela caprichosa: O que impulsiona o ciclo solar?

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Você pode ser grato por nos aquecermos no brilho de uma estrela relativamente plácida. Esse ato de equilíbrio produz energia através do processo da cadeia próton-próton, que, por sua vez, alimenta o drama da vida na Terra.

Olhando para o universo, vemos estrelas muito mais impetuosas e impulsivas, como iniciantes em anãs vermelhas desencadeando enormes labaredas esterilizantes de planetas e estrelas maciças destinadas a viver rapidamente e morrer jovens.

Nosso Sol nos dá a chance sem precedentes de estudar uma estrela de perto, e nossa sociedade tecnológica moderna depende de acompanhar de perto o que o Sol poderá fazer a seguir. Mas você sabia que alguns dos principais mecanismos que alimentam o ciclo solar ainda não são completamente compreendidos?

Um desses mistérios que confronta a dinâmica solar é exatamente o que impulsiona a periodicidade relacionada ao ciclo solar. Siga a nossa estrela com um telescópio no quintal por um período de anos e você verá manchas solares refluindo e flutuando em um período de 11 anos de atividade. A deslumbrante "superfície" do Sol onde esses pontos estão inseridos é na verdade a fotosfera, e usando um pequeno telescópio sintonizado nos comprimentos de onda alfa-hidrogênio, você pode obter destaque na cromosfera mais quente acima.

Na verdade, esse ciclo tem 22 anos (11 anos duas vezes), pois o Sol muda a polaridade a cada vez. Uma característica marcante do início de cada ciclo solar é o aparecimento de manchas solares em altas latitudes solares, que depois se aproximam do equador solar à medida que o ciclo progride. Na verdade, é possível mapear essa distribuição em um diagrama de borboleta conhecido como gráfico de Spörer, e esse padrão foi reconhecido pela primeira vez por Gustav Spörer no final da década de 19.º século e é conhecida como Lei de Spörer.

Atualmente, estamos no meio do ciclo solar nº 24, e a medição dos ciclos solares remonta a 1755. Galileu observou manchas solares por meio de projeção (a história de que ele ficou cego observando o Sol em apócrifa). Também temos registros chineses desde 364 aC, embora os registros históricos da atividade das manchas solares sejam, na melhor das hipóteses, irregulares. O infame Maunder Minimum ocorreu de 1645 a 1717, exatamente quando a era da astronomia telescópica estava ganhando força. Essa escassez de atividade das manchas solares realmente levou à ideia de que as manchas solares eram uma criação mítica dos astrônomos da época.

Mas manchas solares são uma verdadeira realidade. As manchas podem crescer maior que a Terra, como a região ativa das manchas solares 2192, que apareceu pouco antes de um eclipse solar parcial em 2014 e pode ser vista a olho nu (protegido). O Sol é na verdade uma grande bola de gás e as regiões equatoriais giram uma vez a cada 25 dias, 9 dias mais rápido que o período de rotação próximo aos pólos. E por falar nisso, não se entende completamente por que nunca vemos manchas solares nos pólos solares, que têm 7,25 graus de inclinação em relação à eclíptica.

Outros mistérios solares persistem. Um fato surpreendente sobre o nosso Sol é a verdadeira idade da luz do sol brilhando na janela da nossa sala de estar. Embora tenha corrido da zona convectiva e através da fotosfera do Sol a 300.000 km por segundo e demorou apenas 8 minutos para chegar ao seu gato que ama raios de sol aqui na Terra, foram necessários entre 10.000 e 170.000 anos para escapar do núcleo solar onde a fusão está ocorrendo. Isso se deve à densidade incrível no centro do Sol, mais de sete vezes a do ouro.

Outro fato surpreendente é que podemos realmente modelar os acontecimentos do lado de fora do Sol, utilizando um novo método fangled conhecido como helioseismology.

Outro mistério importante é o motivo pelo qual o atual ciclo solar é tão fraco ... até foi proposto que os ciclos solar 25 e 26 estivessem ausentes por completo. Existem ciclos solares maiores aguardando descoberta? Novamente, não observamos o Sol se aproximar o suficiente por tempo suficiente para realmente descobrir esses 'Grandes Ciclos'.

Os números das manchas solares estão nos dizendo a situação toda? Os números de manchas solares são calculados usando uma fórmula que inclui uma contagem visual de grupos de manchas solares e as manchas solares individuais nos que estão atualmente voltados para a Terra e há muito tempo serviu como padrão-ouro para medir a atividade solar. Pesquisas realizadas pela Universidade de Michigan em Ann Arbor em 2013 sugeriram que a orientação da folha de corrente heliosférica poderia realmente fornecer uma imagem melhor dos acontecimentos do sol.

Outro grande mistério é por que o Sol tem esse ciclo de atividades de 22/11 em primeiro lugar. A rotação diferencial do interior solar e da zona convectiva conhecida como tacoclina solar impulsiona o poderoso dínamo solar. Mas o motivo pelo qual o ciclo de atividades tem a duração exata ainda é uma incógnita. Talvez o campo fóssil do Sol estivesse simplesmente "congelado" no ciclo atual, como o vemos hoje.

Existem idéias por aí que Júpiter conduz o ciclo solar. Um artigo de 2012 sugeriu exatamente isso. É uma teoria atraente, com certeza, pois Júpiter orbita o Sol uma vez a cada 11,9 anos.

E um artigo recente chegou a propor que Urano e Netuno poderiam conduzir ciclos muito mais longos ...

Dê-nos céticos em relação a essas idéias. Embora Júpiter represente mais de 70% da massa planetária no sistema solar, é 1/1000 da massa do Sol. O baricentro de Júpiter versus o Sol fica 36.000 quilômetros acima da superfície solar, puxando o Sol a uma taxa de 12,4 metros por segundo.

Suspeito que seja um caso de coincidência: o sistema solar fornece muitos períodos orbitais de comprimentos variados, oferecendo muitas chances de possíveis ocorrências mútuas. Uma curiosidade matemática semelhante pode ser vista na Lei de Bode, descrevendo o espaçamento matemático dos planetas, que até o momento não tem base conhecida na realidade. Parece ser apenas uma jogada elegante em números. Lance os dados cósmicos por tempo suficiente e ocorrerão coincidências. Um bom teste para ambas as idéias seria a descoberta de relacionamentos semelhantes em outros sistemas planetários. Atualmente, podemos detectar manchas de estrelas e grandes exoplanetas: existe uma ligação semelhante entre a atividade estelar e as órbitas dos exoplanetas? Demonstre-o dezenas de vezes, e uma teoria pode se tornar lei.

Isso é ciência, querida.

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