O ciclo solar de Schwaber
- O ciclo solar, também conhecido como ciclo solar de Schwabe é o ciclo que mostra a atividade do sol em intervalos de aproximadamente 11 anos. A observação solar em todos os comprimentos de onda pode ser considerada de fundamental importância para a compreensão do cosmos. Pode-se afirmar que sua compreensão é o primeiro passo em direção ao espaço.
O Sol é, e sempre será, laboratório para a obtenção "in situ" dos dados necessários para a elaboração das teorias necessárias ao entendimento dos processos, fenômenos e suas causas, que ocorrem em todos os corpos a partir do Sistema Solar em direção ao Universo, incluindo a Terra.
- Em vários momentos, algo que relaciona o estudo da física com o nosso cotidiano passa despercebido. Em outros momentos não paramos para pensar sobre o que está ao nosso redor. O Universo está repleto de maravilhas como estrelas, planetas, etc., que nem sempre paramos para observar. Conhecemos as fases da Lua, mas nem todos sabem que o Sol também possui fases.
Sabemos que o Sol é uma estrela, a maior estrela do sistema solar. Todos os outros planetas, asteroides e outros astros giram ao seu redor. O Sol é basicamente composto por hidrogênio e hélio. No interior dele ocorrem reações nucleares que criam manchas em sua superfície, mais conhecidas como manchas solares.
- Com a elevação da temperatura na coroa do Sol, são produzidos os ventos solares. O vento solar é um fluxo contínuo de partículas carregadas que também acarreta perda de massa por parte do Sol. Além das partículas provenientes dos ventos solares, existem também grandes ejeções de massa que são associadas às elevações ocorridas na superfície do Sol. Essas ejeções são resultado dos Ciclos solares.
Os Ciclos solares são atividades na superfície do Sol que têm um tempo de duração de cerca de 11 anos. Quando a atmosfera solar fica mais efervescente, ela lança chamas que podem alcançar tamanhos iguais aos de pequenos planetas. Esses momentos são chamados de máxima solar pelo fato de as proeminências atingirem picos mais elevados.
Embora tenha ciclos que chegam a 11 anos, o Sol também apresenta oscilações que podem durar centenas de anos. Após o período de picos elevados, a superfície do Sol volta a ficar “tranquila”, ou seja, passa por um período de estabilidade.
- De acordo com a Universidade de Southampton, até o ano de 1985 o Sol atingiu um forte pico. Após esse ano as atividades solares decresceram.
Duração dos ciclos solares:
A máxima duração de um ciclo solar foi de 13 anos e 8 meses e pertence ao ciclo 4 (desde setembro de 1784 a maio de 1798). O ciclo de menor duração foi o número 2 com 9 anos exatos (desde junho de 1766 a junho de 1775).
- Nos períodos de atividade mais elevada, conhecidos como máximo solar, as manchas solares aparecem, enquanto que períodos de atividades mais baixas são denominados de mínimo solar.
Ciclo solar 22:
O ciclo solar 22, iniciou no mês de setembro de 1986 e finalizou em outubro de 1996. Sua duração foi de 10 anos e 1 mês. Notou-se que ainda continua a tendência de ciclos curtos. Estes predominam desde 1913. O atual ciclo 23 – se encontra entre os três mais ativos, empatando com o terceiro ciclo e superando nos máximos os ciclos 19 e 21.
Ciclo Solar 23:
O início oficial do ciclo 23 foi arbitrado no mês de outubro de 1996. Houve controvérsias, se em maio ou outubro, pois não se havia detectado com certeza o final do ciclo 22, e o começo do ciclo 23 aparentava anormal devida demora em aparecer os grupos de manchas e por não coincidir o mês de valor mínimo da média suavizada (maio 1996 com 8,1 unidades).
Fixação do ciclo 23:
- No mês em que se registrou a média mensal menor (outubro de 1996 com 0,9 unidades), acabou motivando discrepâncias na hora de fixar o início do ciclo.
Na realidade, após fixado o começo do ciclo, este segue seu avanço até o máximo dentro do normal, em comparação aos ciclos anteriores.
- As publicações do S.I.D.C. demonstraram num primeiro momento o início do ciclo 23 em maio de 1996, o qual teve uma média suavizada de 8,1, ligeiramente inferior a 8,6 registrado nos meses de abril e junho.
Um comportamento anormal da média suavizada se observou a partir do mês de julho, quando a mesma começa a descer alcançando o valor de 8,5, em agosto chega aos 8,4, para aumentar de novo em setembro com 8,5 e continuar sua subida até o mês de maio de 1999 com um valor de 90,4 unidades.
Decisão final:
A decisão foi tomada pelos centros mundiais de observação solar tais como o Sunspot Index Data Center (S.I.D.C.), de Bruxelas, Bélgica, adotado por consenso o mês de outubro de 1996 como fim do ciclo solar 22 e início do ciclo solar 23.
- Para esta decisão se tomou em consideração que durante aquele mês se registrou o mínimo absoluto das médias mensais do número de Wolf com um valor de 0,9 unidades, no total de 37 dias com o Sol livre de manchas e existiu um período de 66 dias desde 4 de setembro a 8 de novembro durante o qual só houve 5 dias com manchas.
O ciclo solar de Schwaber
O pico do ciclo 24:
O Sol está atualmente no pico do ciclo 24, o ciclo mais fraco apresentado em 100 anos.
… Quando finalmente acordou ( com um ano de atraso ), deu o seu pior desempenho em 100 anos. O que é ainda mais estranho é que os cientistas, que normalmente não são tímidos sobre efetuar hipóteses sobre o assunto, estão confusos em fazer uma análise e em dar uma boa explicação.
Três cientistas, David Hathaway (da NASA / Marshall Space Flight Center), Giuliana De Toma (High Altitude Obsevatory) e Matthew Penn (National Solar Observatory) apresentaram possíveis explicações na reunião da Divisão de Física Solar da American Astronomical Society deste mês, mas os seus resultados provocaram um intenso debate ao invés de um consenso científico.
Um ciclo solar muito fraco e estranho:
O sol quando esta bem comportado vira seu pólos magnéticos norte e sul a cada 11 anos. Um novo ciclo começa quando o campo magnético solar é fraco e dipolar, basicamente como um ímã de barra gigante. Mas a rotação do Sol é mais rápida no equador do que nos pólos, e essa diferença de rotação polar e equatorial logo estende as linhas de campo, como elásticos dilatadas ao redor da superfície solar.
- Uma frenética atividade se segue, com emaranhados magnéticos produzindo manchas solares (os sunspots), proeminências, e às vezes erupções e explosões de plasma (Flares).Toda essa atividade acaba quando as linhas do campo magnético solar finalmente se encaixam em configurações mais simples, restabelecendo o campo bipolar assim iniciando o próximo ciclo.
O sol tem feito tudo isso, seguindo o roteiro, apenas que em muito menor grau. “Não só este é o menor ciclo que observamos desde que estamos na era espacial, mas é o menor ciclo em 100 anos“, diz Hathaway, que participa do Painel de previsão do Ciclo Solar 24 desde o ano de 2007.
- Os cientistas do painel ficaram divididos sobre se o próximo ciclo de atividade solar seria forte ou fraco, mas sua estimativa mais conservadora antecipava para cerca de 90 manchas solares como um valor máximo do próximo pico para agosto de 2012. Em vez disso, o pico de número de manchas solares parece ser inferior a 70, e o momento do pico máximo chegou muito mais tarde do que o esperado. O Ciclo Solar 24 deveria ter atingido o pico em 2012, 11 anos após o seu último mínimo solar em 2001, mas o sol resolveu “dormir” por um ano inteiro, acordando mais tarde somente agora em 2013.
E o seu despertar tem sido assimétrico: o pólo norte obedeceu o ciclo desde 2006, com o pólo sul ficando atrasado. “Não é raro ver os hemisférios sairem de fase.... Geralmente isso [a assimetria] dura um ano ou mais e, em seguida, se sincronizam ambos os hemisférios”, explicou a cientista De Toma.
“Nós não sabemos por que isso (esta anomalia) esta durando por tanto tempo.“
Explicando o inexplicável:
É possível que, por mais fraco e estranho que seja, as anomalias do ciclo 24 ainda façam parte da variação normal do Sol, mesmo que seja o mais fraco dos ciclos registrados até agora. De fato, tanto Hathaway como De Toma dizem que o ciclo de 11 anos pode fazer parte de um ciclo maior. Os registros históricos mostram ciclos fracos na virada dos séculos 19 e 20, por isso pode ser que o ciclo solar possa diminuir a cada 100 anos ou mais no que é conhecido como o Ciclo Gleissberg. Não é fácil estabelecer a existência de um ciclo que se produz em uma tão longa escala de tempo, e mesmo Hathaway admitiu: “Certamente nós não entendemos como ele funciona.”
- Doug Biesecker (do NOAA), presidente do Painel de previsão do Ciclo Solar 24 mais recente, diz: “Eu permaneço cético. . . [Mesmo] se você acreditar que há um ciclo de 100 anos, então isso ainda não nos diz por quê e como ele é. Só que ele existe“. Matthew Penn ofereceu outra opção mais catastrófica: o ciclo das manchas solares poderia morrer completamente.
Sua equipe usa os espectros das manchas solares para medir seus campos magnéticos e os seus dados mostram uma tendência clara: A intensidade do campo magnético das manchas solares está diminuindo “Se esta tendência continuar, haverá quase nenhuma mancha solar (sunspots) no ciclo 25 que se inicia em breve, e assim poderia estar acontecendo outro Mínimo de Maunder“, Penn declarou.
- O primeiro período do Mínimo de Maunder ocorreu durante a segunda metade do século 17. Quase nenhuma mancha no Sol aconteceu durante este período, que “coincidiu” com a Pequena Idade do Gelo na Europa. Mas Penn reconhece que as medidas dos campos magnéticos de outros estudos nem sempre perceberam a mesma tendência que ele vê na atualidade.
Algumas observações mostram que a força do campo magnético das manchas solares “varia com o ciclo solar, e outros cientistas (inclusive De Toma) mostram que os campos magnéticos das manchas solares não estão mudando com o tempo. De Toma ainda foi capaz de reproduzir os resultados de Penn, excluindo as pequenas manchas solares, o que sugere que a tendência de Penn pode resultar da forma como sua equipe seleciona e mede as manchas solares.
- Outra palavra de cautela vem de Hathaway, que observa que o Minimum de Maunder poderia ter sido um evento catastrófico único em vez de uma tendência gradual. “Muitos dos meus colegas estão debruçados sobre os registros históricos estudando para descobrir....o que pode provocar o Minimum de Maunder a acontecer”, diz ele.”Observações sugerem de que o ciclo de atividade solar antes do Mínimo de Maunder não foi particularmente calmo e pequeno.”
Independentemente do que está causando o comportamento estranho do Sol, Hathaway e Penn, que estão ambos no estudo de previsão da atividade solar, antecipam que o ciclo solar 25, que deverá atingir o seu pico máximo em 2024, e deverá ser mais fraco ainda. A previsão de Penn é baseada no campo magnético se enfraquecendo que ele vê dentro das manchas solares, os sunspots; Hathaway por outro lado tem como base medições do campo polar do Sol e do fluxo meridional, o fluxo magnético do equador do Sol para os pólos. Um fluxo mais forte ajudaria a fortalecer os campos fracos, mas os fluxos meridionais estiveram completamente ausentes no ciclo solar 24 até o momento. Podemos ter uma longa espera pela frente para ver se e quando o Sol se recuperará e voltará a sua “atividade normal”.
O ciclo solar de Schwaber
