O Sol tem um poderoso campo magnético que cria manchas solares na superfície da estrela e desencadeia tempestades solares, como a que banhou grande parte do planeta com belas auroras este mês.
Mas exatamente como esse campo magnético é gerado dentro do Sol é um quebra-cabeça que intriga os astrônomos há séculos, que remonta à época do astrônomo italiano Galileo Galilei, que fez as primeiras observações de manchas solares no início de 1600, e notou como elas variavam ao longo do tempo. tempo.
Pesquisadores por trás de um estudo interdisciplinar apresentaram uma nova teoria em um relatório publicado quarta-feira em Revista natureza. Ao contrário de pesquisas anteriores que afirmavam que o campo magnético do Sol se origina dentro do corpo celeste, eles suspeitam que a fonte esteja muito mais próxima da superfície.
O modelo desenvolvido pela equipe pode ajudar os cientistas a compreender melhor o ciclo solar de 11 anos e melhorar a previsão do clima espacial, que pode atrapalhar o GPS e os satélites de comunicação, além de encantar os observadores do céu noturno com auroras.
Veja fotos das auroras durante rara tempestade solar em 2024
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Aurora Boreal registrada no céu de São Francisco, Califórnia, nos Estados Unidos, em 11 de maio de 2024
Crédito: Tayfun Coskun/Anadolu via Getty Images -
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Também conhecido como aurora boreal, o fenômeno iluminou o céu da Carolina do Norte, nos EUA.
Crédito: Peter Zay/Anadolu via Getty Images -
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A rara tempestade solar também teve efeitos na Europa; o céu ficou com um tom de roxo na Holanda
Crédito: Nicolas Economou/NurPhoto via Getty Images -
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As Luzes do Norte também foram gravadas na Alemanha
Crédito: Matthias Balk/aliança de imagens via Getty Images -
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Mais um registro na Alemanha mostra a mistura de roxo e rosa no céu
Crédito: Lando Hass/aliança de imagens via Getty Images -
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O céu sobre Rochester, Nova York, EUA, misturou azul com verde após a tempestade solar
Crédito: Lokman Vural Elibol/Anadolu via Getty Images -
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As luzes do norte também iluminaram o céu na Espanha; o registro foi feito em Barcelona
Crédito: Lorena Sopena/Europa Press via Getty Images -
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No Reino Unido, o céu ficou com cores diferentes
Crédito: Peter Byrne/PA Images via Getty Images
“Este trabalho propõe uma nova hipótese sobre como o campo magnético do Sol é gerado, que melhor se adapta às observações solares e, esperamos, possa ser usada para fazer previsões mais precisas da atividade solar”, disse Daniel Lecoanet, professor assistente de ciência solar. engenharia e matemática aplicada na Escola de Engenharia McCormick da Northwestern University e membro do Centro de Exploração e Pesquisa Interdisciplinar em Astrofísica.
“Queremos prever se o próximo ciclo solar será particularmente forte ou talvez mais fraco que o normal. Modelos anteriores (assumindo que o campo magnético solar é gerado dentro do Sol) não foram capazes de fazer previsões precisas ou (determinar) se o próximo ciclo solar será forte ou fraco”, acrescentou.
As manchas solares ajudam os cientistas a rastrear a atividade solar. Eles são o ponto de origem de erupções explosivas e eventos de ejeção que liberam luz, material solar e energia para o espaço. A recente tempestade solar é uma prova de que o Sol se está a aproximar do “máximo solar” – o ponto do seu ciclo de 11 anos em que tem o maior número de manchas solares.
“Como pensamos que o número de manchas solares acompanha a força do campo magnético dentro do Sol, pensamos que o ciclo de manchas solares de 11 anos reflecte um ciclo na força do campo magnético interno do Sol”, disse Lecoanet.
Modelando o campo magnético do Sol
É difícil ver as linhas do campo magnético do Sol, que se curvam através da atmosfera solar para formar uma complicada teia de estruturas magnéticas muito mais complexas do que o campo magnético da Terra. Para entender melhor como funciona o campo magnético do Sol, os cientistas recorrem a modelos matemáticos.
O modelo que Lecoanet e seus colegas desenvolveram levou em consideração um fenômeno chamado oscilação torcional – fluxos de gás e plasma acionados magneticamente dentro e ao redor do Sol que contribuem para a formação de manchas solares.
Em algumas áreas, a rotação deste recurso solar acelera ou desacelera, enquanto em outras permanece constante. Assim como o ciclo magnético solar de 11 anos, as oscilações torcionais também experimentam um ciclo de 11 anos.
“As observações solares nos dão uma boa ideia de como o material se move dentro do Sol. Para nossos cálculos de supercomputação, resolvemos equações para determinar como o campo magnético muda dentro do Sol devido aos movimentos observados”, disse Lecoanet.
“Ninguém tinha feito este cálculo antes porque ninguém sabia como fazer o cálculo de forma eficiente”, acrescentou.
Os cálculos do grupo mostraram que os campos magnéticos podem ser gerados cerca de 20.000 milhas (32.100 quilómetros) abaixo da superfície do Sol – muito mais perto da superfície do que se supunha anteriormente. Outros modelos sugeriam que era muito mais profundo – cerca de 209.200 quilómetros.
“Nossa nova hipótese fornece uma explicação natural para as oscilações torcionais que faltava nos modelos anteriores”, disse Lecoanet.
Enigma astrofísico
Um avanço importante foi o desenvolvimento de novos algoritmos numéricos para realizar os cálculos, disse Lecoanet. O principal autor do artigo, Geoff Vasil, professor da Universidade de Edimburgo, no Reino Unido, teve a ideia há cerca de 20 anos, disse Lecoanet, mas foram necessários mais de 10 anos para desenvolver os algoritmos e foi necessário um supercomputador da NASA. . Nave espacial dos Estados Unidos) poderosa para conduzir as simulações.
“Usamos cerca de 15 milhões de horas de CPU para esta investigação”, disse ele. “Isso significa que se eu tivesse tentado fazer os cálculos no meu laptop, levaria cerca de 450 anos.”
Num comentário publicado juntamente com o estudo, Ellen Zweibel, professora de astronomia e física na Universidade de Wisconsin-Madison, disse que os resultados iniciais eram intrigantes e ajudariam a informar modelos e pesquisas futuras. Ela não estava envolvida no estudo.
Zweibel disse que a equipe adicionou “um ingrediente provocativo à mistura teórica que poderia ser a chave para desvendar este enigma astrofísico”.
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