p Em um par de novos jornais, os cientistas pintam um quadro de como os ciclos solares morrem repentinamente, potencialmente fazendo com que tsunamis de plasma percorram o interior do Sol e desencadeassem o nascimento do próximo ciclo de manchas solares apenas algumas semanas depois. p As novas descobertas fornecem informações sobre o misterioso momento dos ciclos de manchas solares, que são marcados pelo aumento e diminuição da atividade das manchas solares na superfície solar. Embora os cientistas saibam há muito tempo que esses ciclos duram cerca de 11 anos, prever quando um ciclo termina e o próximo começa tem sido um desafio para definir com alguma precisão. A nova pesquisa pode mudar isso.

p Em um dos estudos, que se baseia em quase 140 anos de observações solares do solo e do espaço, os cientistas são capazes de identificar eventos "terminadores" que marcam claramente o fim de um ciclo de manchas solares. Com uma compreensão do que procurar na corrida até esses terminadores, os autores prevêem que o ciclo solar atual (Ciclo Solar 24) terminará no primeiro semestre de 2020, dando início ao crescimento do Ciclo Solar 25 logo depois.

p Em um segundo estudo, motivado pelo primeiro, os cientistas exploram o mecanismo de como um evento terminator pode desencadear o início de um novo ciclo de manchas solares usando um modelo de computador sofisticado. As simulações resultantes mostram que "tsunamis solares" podem fornecer a conexão e explicar a transição extraordinariamente rápida do Sol de um ciclo para o seguinte.

p Ambos os estudos foram conduzidos pelo National Center for Atmospheric Research (NCAR).

p "A evidência dos exterminadores foi escondida no registro de observação por mais de um século, mas até agora, não sabíamos o que procurávamos, "disse o cientista do NCAR Scott McIntosh, que dirige o Observatório de Alta Altitude do centro e trabalhou em ambos os estudos. "Ao combinar uma grande variedade de observações ao longo de tantos anos, fomos capazes de reunir esses eventos e fornecer uma visão inteiramente nova de como o interior do Sol impulsiona o ciclo solar. "

p A pesquisa foi financiada pela National Science Foundation, que é o patrocinador do NCAR, Programa Living with a Star da NASA, e o Centro de P&D em Rede Conjunta Indo-US.

p Raios de luz revelam mistérios

p Os ciclos de manchas solares nascem após o mínimo solar, um período em que a face do Sol está quieta. Conforme o ciclo continua, mais e mais manchas solares emergem, aparecendo pela primeira vez a cerca de 35 graus de latitude em ambos os hemisférios e marchando lentamente em direção ao equador por mais de uma década antes de desaparecerem novamente no próximo mínimo solar. O ponto médio aproximado desta progressão é o máximo solar, quando as manchas solares são mais abundantes.

p Prever o momento da evolução das manchas solares é um objetivo científico importante, em parte porque a atividade das manchas solares está ligada às tempestades solares que podem perturbar a parte superior da atmosfera da Terra e afetar os sinais de GPS, redes eléctricas, e outras tecnologias críticas. Mas essas previsões se mostraram desafiadoras.

p Por exemplo, o Sol está atualmente em um mínimo solar. Os cientistas sabem que a paz relativa significa que o ciclo solar atual está se encerrando, mas é difícil dizer se o novo ciclo começará em alguns meses ou alguns anos. McIntosh e seus colegas acham que seus estudos podem fornecer mais clareza, tanto no tempo dos ciclos quanto no que os impulsiona.

p Os pesquisadores começaram estudando o movimento dos pontos brilhantes coronais - lampejos efêmeros de luz ultravioleta extrema na atmosfera solar. Ao observar os pontos brilhantes, que ocorrem mesmo na relativa calma de um mínimo solar, os cientistas acham que ganharam uma visão mais completa do ciclo solar do que se focassem apenas na atividade das manchas solares.

p Os pontos brilhantes aparecem pela primeira vez em latitudes mais altas do que manchas solares (cerca de 55 graus) e migram em direção ao equador em aproximadamente 3 graus de latitude por ano, alcançando o equador depois de algumas décadas. Os caminhos traçados pelos pontos brilhantes se sobrepõem à atividade das manchas solares nas latitudes médias (cerca de 35 graus) até que ambos alcancem o equador e desapareçam. Este desaparecimento, que os pesquisadores chamam de evento terminator, é seguido logo depois por uma grande explosão de atividade de ponto brilhante nas latitudes médias, marcando o início do próximo ciclo de manchas solares.

p No novo estudo que identifica eventos de terminador, publicado no jornal Física Solar , os cientistas corroboram as observações de pontos brilhantes com uma série de outras observações de uma variedade de naves espaciais e instalações de observação do solo que remontam a 13 ciclos solares.

p "Fomos capazes de identificar esses terminadores observando os dados de uma ampla gama de diferentes medidas de atividade solar - campos magnéticos, irradiância espectral, fluxo de rádio - além dos pontos brilhantes, "disse o cientista Bob Leamon da Universidade de Maryland, um co-autor do artigo que também é pesquisador do Goddard Space Flight Center da NASA. "Os resultados demonstram que você realmente precisa ser capaz de recuar e usar todos os dados disponíveis para apreciar como as coisas funcionam - não apenas uma espaçonave ou uma observação ou um modelo."

p Conexões de tsunami

p McIntosh e sua equipe identificaram que os pontos brilhantes coronais permitem que eles "vejam" melhor o desenrolar do ciclo solar. Mas por que o ciclo de manchas solares começa a aumentar nas latitudes médias algumas semanas após o terminador?

p O artigo sobre tsunamis solares, liderado pelo cientista do NCAR Mausumi Dikpati e publicado em Relatórios Científicos , explora os possíveis mecanismos por trás das observações. Isso sugere que os pontos brilhantes coronais são marcadores para o movimento dos "campos magnéticos toroidais do Sol, "que se enrolam em torno do Sol como elásticos que se estendem na direção leste-oeste e migram lentamente em direção ao equador nas mesmas duas décadas.

p Quando esses campos magnéticos toroidais voltam à superfície, eles criam manchas solares junto com os pontos brilhantes que já estavam produzindo. Enquanto eles viajam, eles também agem como represas magnéticas, aprisionando plasma atrás deles. Quando os campos magnéticos toroidais dos hemisférios norte e sul do Sol se tocam no meio, suas cargas opostas causam sua aniquilação mútua, liberando o fluido acumulado atrás deles em um tsunami. Este fluido corre para a frente, colide, e então ondula para trás, viajando em direção aos pólos a uma taxa de cerca de 300 metros por segundo.

p Quando o tsunami solar atinge as latitudes médias do Sol, ele encontra os campos magnéticos toroidais do próximo ciclo, que já estão marchando em direção ao equador (esta progressão é marcada pelo caminho dos pontos brilhantes coronais), mas viajando mais profundamente no interior do Sol. O tsunami sustenta esses campos magnéticos, levantando-os em direção à superfície e produzindo a notável onda de pontos brilhantes - e a atividade de manchas solares que a acompanha - que marca o início do novo ciclo de manchas solares.

p "Observamos o ciclo de manchas solares por centenas de anos, mas é um mistério qual mecanismo poderia transportar um sinal do equador, onde termina o ciclo, às latitudes médias do Sol, onde começa o próximo ciclo, em um período de tempo relativamente curto, "disse Dikpati.

p Como um corpo, a pesquisa fornece uma nova maneira de pensar sobre o funcionamento do interior solar que desafia alguns dos pensamentos convencionais sobre os processos solares. Se a pesquisa está no caminho certo ou não - e pode melhorar nossas capacidades preditivas - logo terá seu primeiro teste.

p Existem vários instrumentos que são idealmente adequados para observar o fim inevitável do ciclo solar atual e o início do próximo, de acordo com os autores. Isso inclui a Parker Solar Probe, que foi lançado em agosto passado, a espaçonave STEREO-A, o Solar Dynamics Observatory, o telescópio solar Daniel K. Inouye, e outros ativos.

p "No próximo ano, devemos ter uma oportunidade única de observar extensivamente um evento terminator conforme ele se desenrola e, em seguida, assistir ao lançamento do Ciclo de Mancha Sol 25, "Disse McIntosh." Acreditamos nos resultados, especialmente se o terminador chegar quando previsto, poderia revolucionar nossa compreensão do interior solar e os processos que criam manchas solares e moldam o ciclo de manchas solares. "