Cientistas da Skoltech e seus colegas da Universidade de Graz e do Observatório Kanzelhöhe (Áustria), Observatório Hvar (Croácia) e do Centro de Excelência Solar-Terrestre belga - SILSO, Observatório Real da Bélgica apresentaram um novo método para prever a força da o ciclo solar de 11 anos. Os resultados são importantes para antecipar e mitigar os efeitos do clima espacial em astronautas, pilotos e sistemas tecnológicos modernos tanto no espaço quanto na Terra. O estudo será publicado em Astronomy &Astrophysics .
O sol é a fonte de explosões poderosas que podem afetar os astronautas e as tecnologias modernas no espaço e na Terra. No início do século XVII, Galileu Galilei dirigiu seu telescópio para o sol e descobriu manchas solares. No século 19, ficou claro que as manchas solares aparecem e desaparecem com certa periodicidade, em média, a cada 11 anos. As manchas solares agora são monitoradas regularmente por mais de 80 observatórios em todo o mundo e os pesquisadores compilaram registros contínuos de manchas solares por mais de quatro séculos, que é o experimento científico mais longo da história da humanidade.

As manchas solares são manifestações visuais de poderosos campos magnéticos que surgiram do interior solar através de sua superfície. Os tubos magnéticos que transportam a matéria solar emergem de uma mancha solar, formando um laço gigante, entrando novamente na superfície através de outra mancha solar. Portanto, a maioria das manchas solares vem em pares, que, como um ímã, têm polaridades opostas – uma sendo positiva e a outra negativa. A energia magnética livre se acumula nesses loops e pode ser liberada repentinamente, por exemplo, na forma de um flare ou ejeção de plasma.

Em apenas alguns minutos, uma explosão solar pode liberar 100.000 vezes mais energia do que todas as usinas de energia da Terra geram ao longo de um ano. A luz do clarão atinge a Terra em oito minutos; a densa atmosfera da Terra absorve a perigosa radiação da erupção, protegendo a vida na superfície. Mas, no entanto, isso tem seu preço, a comunicação por rádio e o GPS podem ser interrompidos. Por exemplo, em novembro de 2015 na Suécia, aviões desapareceram dos radares por causa de uma explosão solar. E quando o sol está tempestuoso, as companhias aéreas são obrigadas a cancelar voos sobre os polos porque não há comunicação de rádio durante as tempestades. Muitas vezes, logo após uma erupção, nuvens de plasma são ejetadas da coroa solar e lançadas no espaço. Ejeções de massa coronal, bolhas gigantes de plasma magnético de bilhões de toneladas, expandem-se rapidamente para fora do sol e podem atingir a Terra em questão de dias se sua órbita se cruzar. É assim que o sol transmite seu humor ao nosso planeta - uma tempestade geomagnética se enfurece e a aurora boreal aparece.

"Atualmente, entramos na fase ascendente de um novo ciclo solar (nº 25) e vemos como mais e mais manchas solares aparecem no sol. Mais manchas solares - mais tempestades solares, explosões e ejeções de massa coronal. Recentemente, a SpaceX lançou 49 satélites como uma parte do projeto de Internet Starlink de Elon Musk. Mas, infelizmente, a maioria dos CubeSats foi perdida e não chegou à órbita prevista. Essa falha custou mais de US$ 50 milhões e foi causada por uma tempestade solar. Assim, as previsões da atividade solar são extremamente importantes para o planejamento de lançamentos de satélites, missões espaciais de longo prazo, previsão de exposições à radiação em voos de avião e muitas outras aplicações de clima espacial para viver em harmonia com um clima tempestuoso do sol", diz Tatiana Podladchikova, professora associada da Skoltech, responsável pelo estudo. autor principal.

Os autores do estudo recente em Astronomy &Astrophysics surgiu com um novo método para prever a força do ciclo solar de 11 anos. A equipe mostrou que a taxa máxima de crescimento da atividade das manchas solares na fase ascendente de um ciclo solar é um precursor efetivo da amplitude do ciclo solar. Fazendo uso do novo catálogo de Hemispheric Sunspot Numbers, recentemente apresentado pela equipe, eles mostraram que as previsões das amplitudes do ciclo solar são mais precisas quando a evolução da atividade solar é considerada separadamente para os dois hemisférios do sol.

"O campo magnético solar é o condutor do ciclo solar de 11 anos e das erupções energéticas do nosso sol. Aprendemos com nosso estudo que podemos obter previsões mais precisas da atividade solar ao usar dados de manchas solares hemisféricas, que capturam a assimetria e comportamento fora de fase da evolução do campo magnético solar nos hemisférios solares norte e sul", diz a coautora do estudo Astrid Veronig, professora da Universidade de Graz e chefe do Observatório Kanzelhöhe para Pesquisa Solar e Ambiental.

Skoltech Ph.D. O estudante e coautor do estudo Shantanu Jain destacou a importância prática de seu novo estudo sobre as previsões do ciclo solar:"Este estudo nos permite determinar com precisão a evolução do ciclo solar com bastante antecedência e nos preparar no caso de um evento climático espacial extremo . Com a crescente dependência da tecnologia no século 21, um evento climático espacial extremo pode atrapalhar nossa vida diária, pois pode danificar as redes elétricas, linhas de comunicação e afetar a Internet, causando enormes perdas econômicas. No entanto, técnicas de previsão meteorológicas espaciais eficazes e precisas podem ajudar nós para evitar tais cenários."

"Nosso trabalho confirma a grande importância de um estudo independente dos hemisférios do sol e coleta regular de dados para eles. Também vale a pena notar que nosso método pode ser usado em tempo real, podemos prever a amplitude do ciclo continuamente ao longo do desenvolvimento da fase ascendente de um ciclo solar e atualizar a previsão quando o valor mais recente da taxa de crescimento for maior que o anterior. Com os dados atualmente disponíveis, prevemos que a estimativa mais baixa da amplitude do ciclo solar atual (nº 25) será de 110±26 , que é comparável com o ciclo solar anterior de 11 anos (nº 24)", diz a coautora do estudo e graduada em mestrado da Skoltech, Olga Sutyrina, que atualmente segue sua carreira como cientista de pesquisa na Schlumberger.

"Tais previsões de médio prazo só podem se basear em longas séries de dados passadas refazendo a evolução real do ciclo solar durante séculos. Especificamente, este trabalho aproveitou o número de manchas solares recém-recalibrado do WDC-SILSO, combinado com informações hemisféricas recuperadas de o catálogo fotográfico de Greenwich. Essa combinação de dados produziu uma base estatística ainda mais rica para a construção dessa nova técnica de previsão", comentou o co-autor do estudo e chefe do World Data Center SILSO Frédéric Clette.

"E quaisquer que sejam as tempestades, desejamos a todos um bom tempo no espaço", concluiu Tatiana Podladchikova. + Explorar mais

'Não há necessidade de pânico', pois manchas solares com potencial para erupções solares dobram de tamanho durante a noite, dizem os cientistas