Uma imagem ultravioleta do Sol mostrando um buraco coronal - uma região escura, visto aqui no pólo norte do Sol com o Solar Dynamics Observatory da NASA. Os buracos coronais são regiões onde o campo magnético enfraquecido permite que um vento solar mais forte apareça. Os astrônomos encontraram correlações entre os buracos coronais perto do equador do Sol e os ciclos solares de onze e vinte e dois anos. Crédito:NASA, SDO
As manchas solares foram vistas pela primeira vez por Galileo, e no século XVIII Rudolf Wolf concluiu, a partir de seu estudo de observações anteriores, que havia um ciclo solar de atividade de aproximadamente onze anos. Em 1919, o astrônomo George Ellery Hale descobriu uma nova periodicidade solar, o ciclo magnético solar de vinte e dois anos que é composto de dois ciclos de onze anos e hoje é referido como o ciclo de Hale. O ciclo de onze anos é um processo de dínamo complexo no qual os campos magnéticos retorcidos do Sol se movem para a direção oposta como resultado da combinação da rotação diferencial do Sol e da convecção em sua atmosfera. Então, depois de um segundo ciclo, a polaridade original é recuperada.
O ciclo é caracterizado por mudanças periódicas na atividade solar, como o número de manchas solares e regiões ativas (conjuntos de estruturas magnéticas em loop); durante o período de atividade máxima, o número de manchas solares atinge o máximo. O número de orifícios coronais fornece outra medida de atividade, um buraco coronal sendo uma região de aparência mais escura de um gás mais frio na superfície do sol. Durante a atividade máxima, buracos coronais são encontrados em baixas latitudes do Sol, com menos deles nas regiões polares.
Eventos energéticos no sol, como erupções, chamas, e as ejeções de massa coronal atingem o pico próximo ao máximo solar; ao mesmo tempo, algumas estruturas no campo magnético enfraquecem a força zero e aumentam, mas com o sinal oposto. Um vento solar particularmente poderoso pode escapar durante esses períodos de campos magnéticos fracos e suas partículas carregadas podem viajar para o espaço e em direção à Terra. Os orifícios coronais são estruturas-chave que indicam esses campos enfraquecidos. Os astrônomos do CfA Nishu Karna, Steven Saar, e Ed DeLuca e uma equipe de colegas realizaram um estudo estatístico dos orifícios coronais perto da região equatorial, e de regiões ativas, durante a fase máxima dos últimos quatro ciclos solares que abrangem os anos de 1979-2015.
Os cientistas encontraram uma forte correlação negativa entre o número de orifícios coronais equatoriais e regiões ativas, bem como diferenças estatisticamente significativas nas propriedades dos dois ciclos de onze anos do ciclo de Hale. Por exemplo, eles examinaram as distâncias variáveis ("emparelhamentos") entre os orifícios coronais equatoriais e as regiões ativas e encontraram mais dos emparelhamentos próximos durante o pico de atividade em uma metade do ciclo de Hale ... mas não na outra. Mais significativamente, durante esses tempos ativos, o fluxo do vento solar e a pressão do vento também aumentam significativamente. Os resultados levam a percepções importantes sobre como a atividade solar impacta a Terra e destacam processos importantes que ainda não são compreendidos como os diferentes comportamentos das duas metades do ciclo de Hale.