Pesquisadores do Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) e da Universidade da Letônia propuseram a primeira explicação física abrangente para os vários ciclos de atividade do Sol. Ele identifica correntes em forma de vórtice no Sol, conhecidas como ondas de Rossby, como mediadoras entre as influências das marés de Vênus, da Terra e de Júpiter e a atividade magnética do Sol.



Os investigadores apresentam, portanto, um modelo consistente para ciclos solares de diferentes durações – e outro forte argumento para apoiar a anteriormente controversa hipótese planetária. Os resultados foram publicados na revista Solar Physics .

Embora o Sol, por estar próximo de nós, seja a estrela mais pesquisada, muitas questões sobre a sua física ainda não foram completamente respondidas. Estes incluem as flutuações rítmicas na atividade solar. A mais famosa delas é que, em média, o Sol atinge um máximo de radiação a cada onze anos – o que os especialistas chamam de ciclo de Schwabe.

Este ciclo de atividade ocorre porque o campo magnético do Sol muda durante este período e eventualmente inverte a polaridade. Isto, por si só, não é incomum para uma estrela – se não fosse pelo facto de o ciclo de Schwabe ser notavelmente estável.

O ciclo de Schwabe é sobreposto por outras flutuações de atividade menos óbvias, que variam de algumas centenas de dias a várias centenas de anos, cada uma com o nome de seus descobridores. Embora já tenham havido várias tentativas de explicar estes ciclos e cálculos matemáticos, ainda não existe um modelo físico abrangente.

Os planetas definem o ritmo

Frank Stefani, do Instituto de Dinâmica de Fluidos do HZDR, tem sido um defensor da "hipótese planetária" porque está claro que a gravidade dos planetas exerce um efeito de maré no Sol, semelhante ao da Lua na Terra. . Este efeito é mais forte a cada 11,07 anos:sempre que os três planetas Vénus, Terra e Júpiter estão alinhados com o Sol numa linha particularmente marcante, comparável a uma maré viva na Terra quando há lua nova ou cheia. Isto coincide visivelmente com o ciclo de Schwabe.

O campo magnético do Sol é formado por movimentos complexos do plasma eletricamente condutor dentro do Sol. "Você pode pensar nisso como um dínamo gigantesco. Embora este dínamo solar gere um ciclo de atividade de aproximadamente 11 anos por si só, pensamos que a influência dos planetas intervém no funcionamento deste dínamo, dando-lhe repetidamente um pequeno empurrão e forçando assim o ritmo invulgarmente estável de 11,07 anos no Sol", explica Stefani.

Há vários anos, ele e os seus colegas descobriram fortes evidências de um processo cronometrado deste tipo nos dados de observação disponíveis. Eles também foram capazes de correlacionar vários ciclos solares com o movimento dos planetas apenas usando métodos matemáticos. No início, porém, a correlação não pôde ser suficientemente explicada fisicamente.

Ondas de Rossby no sol atuam como intermediários

"Encontramos agora o mecanismo físico subjacente. Sabemos quanta energia é necessária para sincronizar o dínamo e sabemos que esta energia pode ser transferida para o Sol pelas chamadas ondas de Rossby. A grande questão é que agora não podemos explicam apenas o ciclo de Schwabe e os ciclos solares mais longos, mas também os ciclos mais curtos de Rieger que nem sequer tínhamos considerado anteriormente," diz Stefani.

As ondas de Rossby são correntes em forma de vórtice no Sol, semelhantes aos movimentos das ondas em grande escala na atmosfera da Terra que controlam os sistemas de alta e baixa pressão.

Os investigadores calcularam que as forças das marés durante as marés vivas de dois de cada um dos três planetas Vénus, Terra e Júpiter tinham exactamente as propriedades certas para activar as ondas de Rossby – uma descoberta com muitas consequências.

Em primeiro lugar, estas ondas de Rossby atingem velocidades suficientemente altas para dar ao dínamo solar o impulso necessário. Em segundo lugar, isto ocorre a cada 118, 193 e 299 dias, de acordo com os ciclos de Rieger que foram observados no Sol. E em terceiro lugar, todos os ciclos solares adicionais podem ser calculados nesta base.

Todos os ciclos explicados por um único modelo

É aqui que entra a matemática:a sobreposição dos três ciclos curtos de Rieger produz automaticamente o proeminente ciclo de Schwabe de 11,07 anos. E o modelo ainda prevê flutuações do Sol a longo prazo, porque o movimento do Sol em torno do centro de gravidade do Sistema Solar provoca um chamado período de batida de 193 anos com base no ciclo de Schwabe.

Isto corresponde à ordem de grandeza de outro ciclo que foi observado, o ciclo Suess-de Vries.

Neste contexto, os investigadores descobriram uma correlação impressionante entre o período de 193 anos calculado e as flutuações periódicas nos dados climáticos. Este é outro argumento robusto para a hipótese planetária porque “o pico acentuado de Suess-de Vries aos 193 anos dificilmente pode ser explicado sem estabilidade de fase no ciclo de Schwabe, que só está presente num processo cronometrado”, estima Stefani.

Significa isto que a questão de saber se o Sol segue a batida dos planetas foi finalmente respondida? Stefani diz:"Provavelmente só teremos 100% de certeza quando tivermos mais dados. Mas os argumentos a favor de um processo cronometrado pelos planetas são agora muito fortes."