As Manchas Solares e os Ciclos de Atividade do SOL
Posted by Thoth3126 on 29/05/2016
As Manchas Solares (Sunspots) e os Ciclos de Atividade do SOL.
As manchas solares (SUNSPOTS) podem ser de vários tamanhos. Algumas são muito pequenas e quase imperceptíveis enquanto que outras podem ser muito grandes. Já foram detectadas manchas solares com diâmetro de 50.000 quilômetros.
Além disso, estudos sobre o campo magnético do Sol revelaram que as manchas solares são regiões de intenso campo magnético. Em algumas delas registrou-se intensidades de campo magnético cerca de 1.000 vezes maiores do que aquelas normalmente detectadas no Sol.
Tradução, edição e acréscimos: Thoth3126@protonmail.ch
As Manchas Solares (Sunspots) e os Ciclos de Atividade do SOL.
Fontes: http://umbra.nascom.nasa.gov/eit/ e http://www.solarham.com/
A região do Sol que produz a luz que nós vemos é chamada de fotosfera. Ela é a superfície do Sol, uma região muito pouco profunda que tem apenas cerca de 500 quilômetros de largura e que o envolve completamente. A temperatura na fotosfera varia de cerca de 5800 K no seu topo até 7500 K na sua base sendo, portanto, a região que possui o gás “mais frio” de todo o Sol.
É na fotosfera solar que aparecem as manchas solares (Sunspots). Estas manchas se revelam nas imagens obtidas do Sol como regiões escuras, como se fossem “buracos” na sua superfície. No entanto, ao contrário do que muitos pensam, elas só têm esta aparência escura devido ao contraste causado pela diferença de temperatura que existe entre essas manchas e sua vizinhança bem mais quente. Assim, as manchas solares são regiões “mais frias” que surgem na fotosfera solar, sendo locais onde a temperatura pode diminuir bastante, chegando a apenas 3800 K.
IMAGENS DA ATIVIDADE DE UM CICLO SOLAR DE 11 ANOS:
Um ciclo solar completo de 11 anos, imagens feitas pelo SOHO (SOlar and Heliospheric Observatory) Créditos: SOHO – EIT Consortium, ESA, NASA:http://umbra.nascom.nasa.gov/eit/
As manchas solares (SUNSPOTS) podem ser de vários tamanhos. Algumas são muito pequenas e quase imperceptíveis enquanto que outras podem ser muito grandes. Já foram detectadas manchas solares com diâmetro de 50.000 quilômetros. Além disso, estudos sobre o campo magnético do Sol revelaram que as manchas solares são regiões de intenso campo magnético. Em algumas delas registrou-se intensidades de campo magnético cerca de 1.000 vezes maiores do que aquela normalmente detectada no Sol.
As manchas solares estão quase sempre presentes no Sol. No entanto, sua continua observação mostrou aos astrônomos que existia um ciclo de 11,1 anos, com princípio, meio e término, no seu processo de formação. Foi Johann Rudolf Wolf (1816-1893), especialista em manchas solares (Sunspots) e historiador da astronomia, quem confirmou em 1848 a existência de um ciclo no número de manchas solares. Foi ele também quem determinou mais precisamente a duração deste ciclo.
Ao lado: Mancha solar gigantesca, pertencente à Região Ativa AR9169 foi fotografada em 23 de setembro de 2000. Ela era gigantesca, com uma área superior a dez vezes a área da Terra. Na mesma escala embaixo, à esquerda, desenhamos uma esfera preta representando o tamanho da Terra. (SOHO/NASA/ESA).
O ciclo solar, ou seja, a variação cíclica a cada onze anos observada na atividade solar, possui épocas de máximo e de mínimo de ATIVIDADE. Quando o Sol está passando pelo mínimo deste ciclo, o chamado “mínimo solar”, o número de manchas em sua superfície é praticamente zero. Teoricamente, após 5 anos e meio o Sol atinge o seu ponto máximo de atividade, o “máximo solar”, e na sua superfície podemos ver até mais de 100 manchas solares. Na verdade os períodos de máximo e mínimo do ciclo solar não são exatamente simétricos podendo ocorrer, eventualmente, que um deles dure mais do que o outro.
Outro ponto importante sobre as manchas solares é que elas não surgem aleatoriamente em qualquer ponto da superfície do Sol. Em geral elas aparecem primeiro nas latitudes médias do Sol, acima e abaixo do seu equador. À medida que a atividade solar vai aumentando, estas bandas de manchas solares vão se alargando, movendo-se continuamente na direção do equador solar (da esquerda para a direita do corpo do sol).
Mancha solar 10981 aparece e marca o início do ciclo solar 24 em 11 de dezembro de 2007
No final do mês de outubro de 2007 nossa estrela-líder, o Sol, decidiu se agitar. Duas imensas manchas (Sunspots) solares se formaram sobre a sua superfície com a consequente produção de violentos flares solares e enormes ejeções de massa coronal-CMEs. Oficialmente, um novo ciclo começa sempre com o surgimento de uma mancha solar de polaridade oposta às do ciclo precedente.
O surgimento dessa mancha ocorreu nas latitudes elevadas, geralmente entre 25 e 30 graus. As manchas do ciclo que se finaliza normalmente se agrupam próximo ao equador solar.O ciclo solar é também chamado de Ciclo de Schwabe e tem duração aproximada de 11 anos. Neste período o Sol passa por momentos alternados de alta e baixa atividade eletromagnética, conhecidos por mínimos e máximos solares. Desde que as observações começaram a ser feitas, já foram contados 23 ciclos solares até 2007 e atualmente estamos na metado do Ciclo 24.
Durante os últimos meses de 2007, os cientistas especializados no estudo do Sol não desgrudaram os olhos um só instante dos instrumentos que monitoram a nossa estrela. O objetivo da vigília era a detecção dessa mancha solar muito especial, de polaridade magnética invertida, que como dissemos, deveria surgir nas latitudes mais altas.
Imagem: na foto abaixo vemos a mancha solar de polaridade reversa (dentro do círculo), fotografada pelo astrônomo Greg Piepol, de Rockville, Maryland. O surgimento dessa mancha marcou o início do ciclo solar 24, com máxima atividade prevista para 2012/2013.
Abaixo: Gráfico onde é mostrado o incremento da quantidade de manchas solares durante os períodos de máxima atividade solar. Reparar que em 2008 estávamos na fase de baixa atividade, ou mínimo solar. A atividade deverá crescer gradualmente até atingir o seu pico máximo, previsto para 2012/2013.
“No ano de 2007, a atividade solar permaneceu praticamente nula, já caracterizando o final do ciclo 23”, disse o físico David Hathaway, ligado ao Centro Marshall de vôos espaciais, da Nasa. “O ciclo solar 23 atingiu seu máximo entre os anos 2000 e 2003 e no final de dezembro 2007 já estávamos na fase do mínimo solar”, completou o cientista.
O ciclo solar 24:
A região em que surgiu a anomalia/Sunspot/Mancha Solar no dia 11 de dezembro preenchia todas as características. Estava sobre a latitude 24 graus norte e era magneticamente reversa. Só havia um problema: não havia nenhuma mancha, apenas uma mudança de brilho causado pelos campos magnéticos. Mas se esses campos se aglutinassem e formassem uma mancha, os cientistas poderiam anunciar, com absoluta certeza, o início do ciclo solar 24. E foi o que aconteceu.
Após uma vigília de quase trinta dias, finalmente a tão aguardada mancha (Sunspot) surgiu próxima aos 30 graus de latitude norte do sol, dando início a mais um ciclo solar, o CICLO 24 que acreditam os cientistas, deverá ser muito intenso e marcado por grande quantidade de tempestades solares, com forte impacto nas telecomunicações, tráfego aéreo, linhas de transmissão de energia e sistemas de localização via GPS. Como vivemos em uma época de uso intenso de satélites, telefones celulares e sistemas computadorizados, o ciclo solar que se inicia poderá ser sentido de modo muito mais intenso do que em outros anos.
Um novo ciclo não significa que nas próximas 24 horas o Sol já apresentará grande atividade em sua superfície. É importante lembrar que acabamos de sair do mínimo solar e que o crescimento da atividade é lento. Segundo as previsões, o máximo pico dessa nova temporada deverá ocorrer em 2012 e 2013.
Até acontecer, gradualmente teremos um aumento sistemático da quantidade de manchas e tempestades solares, com ocasionais ejeções de massa coronal, enormes bolhas de gases ionizados com até 10 bilhões de toneladas, que são lançadas ao espaço a velocidades que superam a marca de um milhão de quilômetros por hora e que podem rumar ou não para atingir a nossa magnestosfera na Terra..
Uma enorme atividade se inicia:
Um dos mais impressionantes fenômenos que ocorre na superfície do Sol é aquele que os cientistas chamam de “flare”. Um “flare solar” é uma “explosão”, uma enorme liberação de energia, que ocorre na superfície do Sol quando a energia que está armazenada nas linhas retorcidas de seu campo magnético e nas Manchas Solares (Sunspots) é subitamente liberada em uma explosão. Quase sempre estas linhas retorcidas ficam sobre as manchas solares. Os “flares” produzem uma enorme emissão de radiação que se espalha ao longo de todo o espectro eletromagnético, indo da região rádio até a região de raios X e raios gama.
Como conseqüência dos flares temos as chamadas ejeções de massa coronal, enormes bolhas de gases ionizados com até 10 bilhões de toneladas, que são lançadas no espaço interplanetário a velocidades que superam um milhão de quilômetros por hora. As ejeções de massa coronal em geral se deslocam pelo espaço interplanetário com velocidades entre 500 e 1500 quilômetros por segundo.
Deste modo, a matéria ejetada, e que na verdade são carregadas de partículas de alta energia, levam em média de 2 a 3 dias para cruzar os 150 milhões de quilômetros (Distância média) que separam a Terra do Sol.
Ejeção de massa coronal do Sol após um flare classe X comparado ao tamanho da Terra
Ao chegarem às vizinhanças do nosso planeta a magnetosfera da Terra desvia a maior parte desta radiação, mas não toda. Parte dela atinge a atmosfera superiorcausando a formação de espetaculares tempestades geomagnéticas e as luzes das auroras boreais próximas às latitudes do Pólo Norte. Os cientistas classificam os “flares solares” de acordo com o seu brilho em raios X no intervalo de comprimento de onda que vai de 1 a 8 Ångstroms.
Existem três categorias de “flares”: David Hathaway anotou que a maioria dos cientistas solares acreditam que o sol é responsável em 20 a 30 por cento do aumento da temperatura NO PLANETA conforme os dados desde o meio do século vinte, embora alguns cientistas ainda discutam sobre se o sol tenha um papel maior nas mudanças climáticas. “Nós ainda não compreendemos exatamente quais são as conexões entre o fenômeno e o aumento da temperatura no planeta Terra”.
Classificação dos Flares:
-Flares classe X: estes são flares muito grandes e muito importantes para o nosso planeta, pois podem desencadear a suspensão de diversas atividades na Terra pelo impacto no campo eletromagnético do planeta, atividades que fazem parte da nossa vida diária: comunicações, transmissão, geração e distribuição de energia elétrica, localização via GPS, desligamento de Satélites de todos os tipos, abastecimento de água, queima de motores elétricos, curto circuito em linhas telefônicas e transformadores elétricos, rede de dados, processamento de informações, comunicação via celulares, etc, etc. Por exemplo, flares desta classe são capazes de suspender as transmissões das estações de rádio e sinais de TV em todo o planeta e produzir tempestades de radiação de longa duração.
-Flares classe M: estes são flares de média intensidade. Eles, em geral, afetam mais as regiões em torno dos pólos, provocando rápidos bloqueios nas emissões radiofônicas. Algumas vezes pequenas tempestades de radiação seguem os flares de classe M.
-Flares classe C: estes são pequenos flares, comparados com os eventos de classe X e M. Os flares de classe C não produzem conseqüências notáveis sobre o nosso planeta.
Acima: uma mancha solar gigantesca, pertencente à Região Ativa AR9169 foi fotografada em 23 de setembro de 2000. Ela era gigantesca, com uma área superior a cem vezes a área da Terra. Na mesma escala em baixo, no centro, desenhamos um ponto preto representando a Terra. (SOHO/NASA/ESA).
Manchas (Sunspots) Solares são regiões escuras que aparecem na superfície do Sol. A temperatura na sua região central é de apenas 3.700 K, dois mil graus abaixo da temperatura da fotosfera. Sua vida média é de alguns dias muito embora as maiores possam durar várias semanas. Elas são regiões onde o campo magnético é muito intenso, chegando a vários milhares de Gauss, ou seja, milhares de vezes mais intensos que o campo magnético da Terra.
A região ativa do Sol AR 9393 (contadas desde 1973) do ciclo solar 23 foi a região que tinha o maior número de manchas solares individuais desse ciclo. Em 30 de março de 2001, a área total das manchas deste grupo chegou a mais de 13 vezes a área da Terra. Durante a sua vida ativa essa região gerou inúmeros flares e ejeção de matéria coronal. Nela, no dia 2 de abril, aconteceu o maior flare observado nos últimos 25 anos até então. (SOHO/ NASA/ESA)
As manchas solares geralmente aparecem aos pares na superfície solar, uma com polaridade magnética positiva enquanto a outra com polaridade magnética negativa. As linhas de campo saem de uma mancha e entram na outra, de polaridade oposta. A intensidade do campo magnético é maior nas partes mais escuras, denominada de umbra e mais fraco nas regiões mais claras, denominadas de penumbra. O campo magnético tem sua origem no movimento do gás no interior do Sol. O maior número de manchas solares ocorre no Sol numa periodicidade de 11 anos.
A fotosfera solar e o satélite SOHO (SOlar and Heliospheric Observatory)
A FOTOSFERA:
Esta foto da superfície do Sol foi tirada pelo satélite SOHO no ultravioleta extremo (em 304 Å). Ela mostra que na alta cromosfera a temperatura é de 60.000 K. As regiões mais quentes aparecem brancas e são chamadas de regiões ativas. As manchas solares são sempre encontradas abaixo destas regiões brilhantes. O corte nos mostra a estrutura e a dinâmica do interior do Sol. A espaçonave SOHO está a cerca de 1,5 milhões de km da Terra e a 148 milhões de km do Sol. (SOHO/ NASA/ESA).
A superfície do Sol visível da Terra se chama Fotosfera. Ela é uma região gasosa com cerca de 100 km de espessura e com uma temperatura média de 5.800K. É nesta região, devido a sua baixa temperatura, que encontramos átomos de hidrogênio neutros, isto é, não ionizados. Sua aparência é granular.
Essas granulações são o topo das correntes convectivas da zona convectiva. Podemos observar uma série de fenômenos ocorrendo na Fotosfera, tais como: manchas solares, fáculas, granulações e super granulações. Toda a superfície do Sol apresenta estas estruturas chamadas de granulações. (NASA).
Nesta foto da superfície do Sol (abaixo) enviada pela SOHO em 26 de maio de 1996 vemos as supergranulações. As cores identificam as supergranulações que estão emergindo em azul e as que estão carregando a matéria de volta às profundezas da zona convectiva, em vermelho. (SOHO/ NASA/ESA).
As supergranulações .
Granulações são pequenas estruturas que cobrem toda a superfície solar, menos onde estão situadas as manchas solares. Elas possuem dimensões que vão de 300 a 2.000 km de diâmetro. Elas nada mais são que o topo das células convectivas que trazem das profundezas da zona convectiva material quente. Elas espalham o material pela superfície o qual se esfria e afunda novamente na zona convectiva. A vida média de uma granulação não ultrapassa 20 minutos. O material que chega à superfície está à velocidade supersônica de 7 km/s (25.200 km/hora) . Ao atingir a superfície ele produz ruído e provoca ondas de choque.
Supergranulações são granulações muito maiores, que chegam a cerca de 35.000 km de diâmetro. Elas são mais visíveis quando se estuda através do Efeito Doppler, a direção com que o material da superfície do Sol se desloca. O Efeito Doppler é o desvio em freqüência que a radiação de um corpo sofre devido ao movimento deste em relação ao observador: quando se aproximam a frequência se desloca para o azul enquanto quando se afasta se desloca para o vermelho. A duração da supergranulação é de um a dois dias e a velocidade do material é de 0,5 km/s. Fáculas se apresentam como estruturas mais brilhantes na fotosfera solar. Elas aparecem tanto nas proximidades das manchas solares como afastadas delas. (SOHO/ NASA/ESA).
Três imagens do mesmo grupo de manchas:
Na foto de cima, tirada noespectro visível vemos a fotosfera; na do meio, tirada no ultravioleta, nos mostra a região de transição entre a fotosfera e a cromosfera; na foto de baixo, tirada em Raios-X, vemos a violenta atividade que acorre na parte mais baixa da coroa. Ela é devido ao choque de íons positivos que ao escaparem do Sol se chocam com átomos situados na baixa coroa. (SOHO/NASA/ESA).
Fáculas são as estruturas granulares brilhantes da fotosfera. Sua temperatura é de cerca de 1.000 K mais elevada que a das regiões próximas. Assim como as manchas solares, as fáculas estão associadas a regiões onde o campo magnético é intenso, da ordem de milhares de Gauss.
Elas sempre estão presentes onde existir uma mancha solar, mas podem aparecer isoladamente. Ainda não sabemos muito sobre elas. Parece que são regiões mais elevadas da fotosfera. Sua vida média é de 90 dias. Enquanto as manchas solares fazem o Sol parecer mais escuro, as faculas fazem o Sol parecer 0,1% mais brilhante durante o período de máxima atividade solar.
Acima uma grande mancha solar se aproximando do limbo solar. Podemos ver claramente a umbra, região mais escura e a penumbra, região mais clara que formam a mancha. (SOHO/ NASA/ESA).
Como Fred Hoyle indicou há muito tempo; o Sol (E A NATUREZA, NO PLANETA E FORA DELE) não se conforma ao comportamento previsto de uma esfera internamente aquecida de gás, irradiando simplesmente sua energia no espaço. Em vez disso, seu comportamento é em todos os níveis complexos e desconcertante. E em nenhuma parte ele é mais misterioso do que no fenômeno conhecido como Sunspot (as Manchas Solares).
Abaixo: GIGANTESCO FLARE (o maior já registrado até o momento) EMITIDO POR MANCHA SOLAR em JUNHO DE 2011.
Imagem cedida pela SDO / NASA ( Assista a um vídeo do flare solar.) Uma tempestade solar gigantesca e inédita em tamanho criou uma erupção/ejeção de Massa Coronal espetacular em 7 de junho de 2011, que não foi dirigida à Terra.(foto Nasa/SDO).“Esse evento nos pegou totalmente de surpresa. Não havia muita coisa acontecendo com este Sunspot 1226/1227 (Mancha solar), mas como ela surgiu por trás da superfície visível do sol, de repente houve um clarão enorme e a ejeção de partículas de plasma carregadas”, disse o astrofísico Phillip Chamberlin do Solar Dynamics Observatory (SDO), Observatório Solar Dinâmico da NASA, uma das várias espaçonaves com telescópios que registraram o evento. “Nós nunca havíamos visto uma CME-Ejeção de Massa Coronal enorme como esta antes.“
Acima um vídeo bem didático sobre os fenômenos solares e sua implicações ao interagir com a Terra.
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