O Sol está a dirigir-se para o "máximo": o que significa isto e o que devemos esperar?

Faltam menos de dois anos para que o Sol atinja o seu nível máximo de atividade magnética. Este período máximo é caracterizado por fenómenos particularmente intensos que podem ter efeitos significativos nos satélites artificiais e na rede elétrica mundial.

coroa solar
O aspeto do Sol dois anos mais tarde, ao dirigir-se para a sua fase máxima. Crédito: NASA/SDO

A nossa estrela, o Sol, apesar da sua respeitável idade de cerca de 4,5 mil milhões de anos, é uma estrela "ativa". Sim, porque a atividade das estrelas semelhantes ao Sol (ou seja, estrelas com massas comparáveis ou inferiores à do Sol) diminui com a idade, muito ativas quando jovens e cada vez mais quiescentes com a idade.

O que entendemos por "atividade" solar

Quando falamos da atividade do Sol estamos a referir-nos a um conjunto de fenómenos observáveis na sua atmosfera. Esta tem várias camadas, das quais a fotosfera é a mais baixa e a coroa a mais externa.

Alguns fenómenos que caracterizam a atividade são conhecidos há séculos, referimo-nos às manchas solares; outros fenómenos, como as ejeções de massa coronais, foram descobertos e estudados mais recentemente. Mas há também as erupções (flares, em inglês), o vento solar, as fáculas,... no seu conjunto, constituem uma fenomenologia muito variada.

As manchas solares são regiões da superfície (fotosfera) onde a temperatura é mais baixa do que nas regiões adjacentes. Para um efeito de contraste visual, aparecem escuras. Continuam a ser estruturas quentes com temperaturas até 4000 graus.

Uma caraterística da atividade solar é que muda periodicamente. Um ciclo completo de atividade dura em média onze anos. Durante esses onze anos, a intensidade e o número de fenómenos observáveis variam. Um ciclo começa quando a atividade magnética é mínima. Durante os 5 anos e meio seguintes, aproximadamente, a intensidade e o número de fenómenos aumentam até atingirem um máximo; depois, durante os cinco anos e meio seguintes, a intensidade e o número de fenómenos voltam a diminuir.

Ciclo das manchas
Imagens do Sol durante o "mínimo" (esquerda) e o "máximo" (direita). Créditos: NASA's Solar Dynamics Observatory/Joy Ng
À medida que o Sol se aproxima da sua fase máxima, o número e a área total das manchas (ver imagem acima), a quantidade e intensidade dos campos magnéticos e a intensidade e frequência dos fenómenos de alta energia aumentam.

Os ciclos de atividade são numerados. O atual ciclo solar é o ciclo 25, que começou no segundo semestre de 2019 e deverá atingir o seu máximo no verão de 2025. No entanto, como estes são valores médios, o próximo máximo pode ser mais cedo ou mais tarde.

Alguns estudiosos afirmam que, até à data, o nível de atividade já está acima do máximo do ciclo anterior e que o máximo deste ciclo poderá ser atingido mais cedo, já em 2024.

A origem dos fenómenos que caracterizam a atividade solar é magnética.

No campo magnético a explicação

A energia existe sob diferentes formas: térmica (calor), eletromagnética (luz), elétrica, magnética, mecânica. Além disso, a energia pode mudar de forma, por exemplo, de eletromagnética para elétrica, de elétrica para térmica.

O que acontece no Sol é precisamente uma conversão de energia mecânica, a do movimento interno do plasma solar, em energia magnética. Durante cerca de 5 anos e meio, uma parte (muito pequena) da energia mecânica de rotação do Sol gera e intensifica um campo magnético no interior do Sol.

Este sobe gradualmente até à superfície, onde dá origem aos fenómenos de atividade observados. Mais tarde, na segunda parte do ciclo, o campo magnético decai gradualmente até atingir um valor mínimo.

Na atmosfera do Sol, a energia magnética é, por sua vez, convertida em energia térmica, tanto mais eficazmente quanto mais para o exterior. Considere-se que, na atmosfera do Sol, a temperatura sobe de 6000 graus na fotosfera (a camada mais baixa) para um milhão de graus na coroa (a camada mais externa) devido a esta conversão de energia magnética em energia térmica.

No Sol, a energia mecânica é convertida em energia magnética e a energia magnética em calor. Este calor aquece a atmosfera solar até temperaturas de dois milhões de graus na coroa.

A atividade magnética é uma caraterística comum a todas as estrelas com massas semelhantes ou inferiores à do Sol.

Entre as várias manifestações da atividade magnética, há duas que merecem uma atenção especial: o vento solar e as ejeções de massa coronal.

Efeitos na Terra

Especialmente perto ou durante o máximo, acontece que esta conversão de energia magnética em energia térmica tem lugar de uma forma violenta e explosiva. São estes acontecimentos que, ao libertarem enormes quantidades de energia, produzem um aquecimento tão súbito que a massa, nomeadamente o plasma solar, é também ejetado da atmosfera solar.

Solar wind
Imagem artística de como o campo magnético terrestre protege a Terra do vento solar. Créditos: NASA

Sob a forma de ejeções de massa coronal ou sob a forma de um forte vento solar, as partículas elétricas (protões, eletrões) são ejetadas do Sol a velocidades tais (até 800 km/s) que podem atingir a Terra numa questão de dias.

Trata-se de tempestades magnéticas muito temidas, para as quais foram criados sistemas de monitorização e de pré-alerta, ou seja, satélites que observam continuamente o Sol e assinalam a ocorrência destes eventos e a direção em que o plasma é ejetado.

A natureza dotou a Terra de um campo magnético cuja forma permite desviar este vento elétrico ou, no máximo, captar as suas partículas, dirigindo-as para os pólos. O que é geralmente produzido pela interação entre o vento solar e a ionosfera terrestre são as auroras (boreais e austrais).

O evento de Carrington

No entanto, a potência destes fenómenos pode ser tal que os satélites artificiais, como os satélites de comunicação, podem ser desativados. É famoso o evento de Carrington (astrónomo britânico), a mais poderosa tempestade geomagnética jamais registada. Ocorrida em 1 de setembro de 1859, deixou fora de serviço a rede telegráfica durante 14 horas consecutivas e produziu auroras mesmo a baixas latitudes.

Nos próximos meses que antecedem o máximo de atividade, não faltarão fenómenos intensos na atmosfera solar e consequentes tempestades geomagnéticas com auroras e perturbações ocasionais nos satélites.