O dia em que o Sol desligar o seu dínamo: o que aconteceria à Terra se a nossa estrela perdesse o seu campo magnético?

Os estudos sobre a dinâmica estelar ensinaram-nos que os ventos magnetizados que as estrelas expelem geralmente diminuem a sua rotação devido à conservação do momento angular. Uma regra simples: com o tempo, as estrelas de baixa massa giram mais lentamente.

Esta ideia foi consolidada pelo trabalho de Andrew Skumanich em 1972, que descobriu que a rotação e vários indicadores de atividade diminuem aproximadamente com a raiz quadrada inversa da idade. Assim, nasceu a girocronologia, uma técnica para estimar a idade das estrelas através da medição da sua rotação.

No entanto, as observações do telescópio Kepler revelaram uma anomalia: algumas estrelas antigas e inativas estavam a girar mais depressa do que o esperado. Os modelos clássicos pareciam sobrestimar o quanto deveriam ter abrandado, indicando que o mecanismo de perda de momento angular não era totalmente preciso.

Um novo estudo, liderado por Travis Metcalfe, analisou de forma homogénea 17 estrelas, desde as do tipo F tardio até às do tipo K inicial, combinando períodos de rotação, propriedades estelares, campos magnéticos de grande escala, luminosidade de raios X e modelos de vento estelar.

O número que marca a mudança

O número de Rossby é uma variável que ajuda a compreender este comportamento. É definido como a razão entre o período de rotação de uma estrela e o tempo característico de circulação convectiva do plasma, ligando assim a rotação e a dinâmica interna.

Ao colocar todas as estrelas na mesma escala de Rossby, foi encontrado um limiar crítico de 1,014 vezes o valor solar. Perto deste ponto, o binário observado começa a divergir das previsões dos modelos padrão.

A mudança é significativa porque as estrelas ativas com valores de Rossby mais baixos concordam geralmente com os modelos tradicionais. No entanto, à medida que se aproximam do valor crítico, o binário pode diminuir quase duas ordens de grandeza, ou até cem vezes em comparação com o previsto.

Quando uma estrela entra neste regime e a sua velocidade não diminui, o seu período de rotação pode manter-se constante durante muito tempo. Como resultado, duas estrelas de idades diferentes podem apresentar períodos semelhantes, pelo que este parâmetro não é útil como indicador de idade.

A força motriz global está a começar a perder eficiência

O estudo relaciona esta transição com a eficiência do dínamo estelar, o mecanismo que converte os movimentos e a rotação do plasma em campos magnéticos organizados. Quando a rotação diminui, a influência da força de Coriolis na convecção também diminui.

Uma consequência disto aparece na inclinação das regiões magnéticas bipolares que emergem na superfície. Se esta inclinação diminuir, o cancelamento entre as polaridades aumenta antes que a rotação diferencial as possa separar, reduzindo o fluxo magnético disponível para reconstruir o campo global.

A circulação que transporta o fluxo magnético para os pólos também enfraquece. Com menos material magnético a acumular-se aí, a componente dipolar (magnética) perde intensidade. Este campo é especialmente importante porque permite que o vento estelar exerça uma alavanca eficaz sobre a rotação.

O magnetismo total da superfície, no entanto, pode sofrer alterações muito menores. Os indicadores cromosféricos continuam a responder a campos pequenos e desordenados distribuídos pela superfície, enquanto o dipolo pode enfraquecer significativamente sem apresentar qualquer alteração nas medições de atividade.

O que significaria para o Sol e para a Terra?

O Sol ocupa uma posição interessante porque, como vimos, à escala utilizada pelo estudo, o seu número de Rossby é definido como um e o valor crítico calculado é apenas ligeiramente superior, pelo que a nossa estrela está muito próxima deste regime, onde se inicia o enfraquecimento da travagem.

Isto não significa que o campo magnético solar desapareça tão cedo. Os autores propõem que o dínamo global pode estar a aproximar-se de uma transição de eficiência, capaz de reduzir o campo dipolar, o aquecimento coronal, a emissão de raios X e o vento solar.

O estudo não calcula as consequências diretas para a Terra; no entanto, uma redução prolongada do vento solar e do campo magnético modificaria a heliosfera. O campo magnético da Terra ainda existiria, mas a sua interação com o meio interplanetário, e possivelmente com os raios cósmicos galácticos, seria alterada.

Para verificar se este padrão é realmente geral, será necessário alargar a amostra; para tal, a missão PLATO da ESA poderá fornecer novos dados sobre estrelas com períodos de rotação e propriedades determinadas por asterosismologia, espectropolarimetria e observações de raios X.