Figura 1:A atividade do Sol controla nosso ambiente espacial. Manchas magnéticas escuras no Sol, conhecidas como manchas solares, às vezes liberam vastas tempestades magnéticas que podem paralisar satélites e causar estragos em nossas tecnologias dependentes do espaço. Bhowmik e Nandy usaram simulações de computador dos campos magnéticos do Sol (à esquerda da imagem acima) para prever os futuros níveis de atividade das manchas solares esperados para a próxima década. A previsão seria útil para o planejamento de lançamentos de satélites, estimar vidas úteis de missões de satélite, a probabilidade de danos causados por tempestades solares e a influência do Sol no clima global na próxima década. Crédito:CESSI
A atividade do sol influencia as condições ambientais no espaço, afetando adversamente os satélites e as tecnologias baseadas no espaço, como telecomunicações e redes de navegação. O sol também é a principal fonte natural de energia para o clima da Terra. O nível de atividade do sol muda, mas prever essas mudanças tem sido um desafio. Agora, uma equipe de dois cientistas do Centro de Excelência em Ciências Espaciais da Índia em IISER Calcutá fez uma previsão para o próximo ciclo de manchas solares, que revela as condições esperadas no espaço na próxima década. Seu trabalho de pesquisa aparece hoje na revista. Nature Communications .
Assim como o clima na Terra, existe clima no espaço. O sol irradia luz em várias cores, incluindo alguns que não podemos perceber, como raios ultravioleta e raios-X. Um fluxo constante de partículas carregadas consistindo de elétrons e prótons também flui do Sol, permeando o sistema solar. Às vezes, o sol libera vastas tempestades magnéticas que se movem em direção à Terra em velocidades espantosas. Essas tempestades espaciais podem paralisar satélites, desarmar redes de energia elétrica e levar a falhas de telecomunicações em grande escala. Já se sabe há algum tempo que o ciclo das manchas solares controla todos esses aspectos da atividade solar e determina sua influência no ambiente espacial e no clima. Os astrofísicos vêm tentando há décadas desenvolver métodos inteligentes de prever a ocorrência futura de manchas solares.
As manchas solares têm cerca de dez vezes o tamanho da Terra e têm campos magnéticos dez mil vezes mais fortes. Essas manchas têm sido observadas por meio de telescópios desde os tempos de Galileu e essas observações mostram que há um ciclo de manchas solares com alguns ciclos sendo mais fortes ou mais fracos do que a média. O atual ciclo de manchas solares apelidado de ciclo solar 24 está apenas terminando e tem sido um dos ciclos mais fracos em um século. Na verdade, nas últimas décadas, sucessivos ciclos de manchas solares enfraqueceram significativamente em força e alguns estudos anteriores baseados em abordagens estatísticas simplistas afirmaram que um enfraquecimento significativo da atividade do sol é iminente, resultando na perda dos ciclos de manchas solares. O último episódio, conhecido como o mínimo de Maunder ocorreu entre 1645-1715 e coincidiu com a pequena idade do gelo, um período de longos invernos e resfriamento global. Essa associação levou a especulações generalizadas de que um ciclo de manchas solares significativamente fraco 25 ou um desaparecimento iminente de manchas solares por muitas décadas aliviaria o aquecimento global e reduziria a temperatura da Terra.
Figura 2:Reprodução bem-sucedida de um século de observações de atividades de manchas solares, levando à previsão da equipe IISER do ciclo de manchas solares 25. A curva vermelha representa a atividade solar simulada (começando no início do ciclo 17) e prevista (ciclo 25). O conjunto de curvas azuis indica os ciclos magnéticos mais fortes e mais fracos possíveis (ou seja, o intervalo da previsão do conjunto). Esta previsão de Bhowmik e Nandy relatada na Nature Communications hoje indica que o ciclo de manchas solares 25 não seria significativamente mais fraco, especulações precipitadas de um resfriamento global do clima da Terra induzido pelo Sol. Crédito:CESSI
Fluxos complexos de íons e elétrons dentro do sol produzem essas manchas solares magnéticas. Sua criação está oculta de nossa visão e a única maneira de entender como eles se formam é por meio de modelos de computador que dependem da solução de um conjunto de equações matemáticas complicadas. Combinando dois modelos de computador diferentes do sol com base em tais equações, um para estudar as condições em seu interior, onde as manchas solares são criadas e outro para sua superfície, onde as manchas solares são destruídas, Dibyendu Nandi, Professor da IISER Kolkata e associado da IUCAA e seu Ph.D. a estudante Prantika Bhowmik desenvolveu uma nova técnica para prever o próximo ciclo de manchas solares. Sua técnica tem sido muito bem-sucedida em comparar as observações da atividade das manchas solares nos últimos cem anos - a primeira para qualquer equipe no mundo. Seu método também torna possível fazer previsões quase uma década antes do pico de atividade do próximo ciclo de manchas solares - novamente a primeira vez.
Crucialmente, os cientistas indianos prevêem que o próximo ciclo de manchas solares não será insignificante. A previsão do conjunto sugere surpreendentemente que pode ser ainda mais forte do que o ciclo que está terminando. Eles esperam que o próximo ciclo comece a aumentar em cerca de um ano após o final do ciclo de manchas solares atual mínimo e pico em 2024. Bhowmik e Nandi prevêem que as condições ambientais do espaço na próxima década seriam semelhantes ou ligeiramente mais severas em comparação com a última década. Eles não encontram evidências de um desaparecimento iminente dos ciclos de manchas solares e, portanto, concluem que as especulações de um resfriamento iminente do clima global induzido pelo sol são muito improváveis.
Figura 3:previsão de Bhowmik e Nandy para o ciclo de manchas solares 25 em comparação com o ciclo de manchas solares atual (24), indicando que seria semelhante ou ligeiramente mais forte do que os níveis de atividade que estão acabando. Crédito:CESSI
