Mudanças internas do Sol nos últimos 40 anos: BiSON aponta novo comportamento no ciclo solar

Cientistas perceberam recentemente que as medições feitas apenas na superfície não contam toda a história da atividade radiante do Sol.

Ao investigar camadas mais profundas do que era habitual, astrónomos “ouviram” os estremecimentos internos da nossa estrela mais próxima e identificaram mudanças consideráveis ao longo dos últimos 40 anos.

Para a equipa, os resultados apontam para a possibilidade de o Sol estar a entrar num “modo de comportamento” diferente.

“Encontrámos evidências de mudanças sistemáticas no ciclo de atividade solar”, explica o astrofísico Bill Chaplin, da Universidade de Birmingham, autor principal do novo estudo.

“De forma crucial, a atividade magnética está a ficar cada vez mais confinada perto da superfície a cada ciclo.”

Ciclo solar de 11 anos e os impactos na Terra

A atividade do Sol oscila num ciclo solar de 11 anos, alternando entre fases de maior e menor intensidade. No mínimo solar, a estrela tende a manter-se relativamente calma e mais “amigável” para a Terra.

Já no máximo solar, o comportamento torna-se especialmente turbulento, com maior propensão a libertar explosões extremamente energéticas e ejeções de massa coronal. Esses episódios podem interferir com satélites, GPS, comunicações e redes de energia.

De forma semelhante a um íman de barra, o Sol possui um campo magnético com dois polos. Esse campo é gerado pelo movimento incessante do plasma quente e eletricamente carregado que constitui a própria estrela.

No interior, a turbulência e a rotação desigual do Sol (que gira mais depressa no equador) distorcem e arrastam o campo, numa dinâmica magnética complexa.

Com o tempo, esse processo leva à inversão dos polos magnéticos norte e sul, algo que acontece aproximadamente a cada 11 anos - definindo um ciclo solar.

Ciclos 22 a 25: o que mudou na atividade do Sol

Os ciclos mais recentes têm mostrado alterações marcantes na atividade global e na forma como os campos magnéticos evoluem por todo o Sol.

O Ciclo 24, por exemplo, foi notoriamente mais fraco em diferentes indicadores de atividade solar, incluindo manchas solares e emissões de radiação em vários comprimentos de onda.

Esperava-se que o Ciclo 25 mantivesse essa tendência geral, mas há sinais de mudanças intrigantes a ocorrerem abaixo da superfície solar.

BiSON e a heliosismologia revelam sinais internos

Para investigar a atividade no interior da estrela, Chaplin e colegas analisaram quase quatro décadas de dados de velocidade Doppler do Birmingham Solar Oscillations Network (BiSON). A série, que recua até 1987, abrangeu os Ciclos 22 a 25.

O BiSON é uma rede de seis espectrómetros distribuídos pelo mundo para manter observação contínua do Sol.

Em funcionamento desde 1976, o sistema acompanha a atividade solar através de uma técnica chamada heliosismologia, que identifica variações minúsculas na luz solar provocadas por vibrações no interior do Sol.

Os investigadores examinaram essas vibrações - conhecidas como “oscilações em modo p” - formadas por ondas sonoras que se propagam pela estrela e a fazem “ressoar” como um enorme sino termonuclear.

Para estimar a atividade em diferentes profundidades do interior solar, a equipa trabalhou com três faixas de frequência das oscilações: baixa, média e alta.

Em seguida, comparou os resultados com dois “proxies globais de atividade” muito usados, que medem o que ocorre ao longo da superfície do Sol.

Entre esses proxies estavam o número e o tamanho das manchas solares, além de uma medida das emissões de rádio do Sol, permitindo relacionar o que acontece no interior com o que se observa na atmosfera externa - incluindo a frequentemente confusa coroa.

Atividade magnética mais confinada a regiões rasas

Dessa análise surgiu um padrão notável: a atividade externa do Sol parece mais fraca, como se previa recentemente, mas as oscilações internas de alta frequência aparentam estar mais fortes - mais parecidas com as de ciclos mais antigos.

Com isso, os autores afirmam que a atividade magnética e as mudanças estruturais associadas ao ciclo solar estão a ficar cada vez mais limitadas a regiões pouco profundas, em torno de 1.000 quilômetros abaixo da superfície.

“Esta é a primeira descoberta desse tipo e teria sido impossível sem as longas observações do BiSON”, acrescenta Chaplin.

Acompanhar o Sol por longos períodos é fundamental para separar tendências reais de variações passageiras e, assim, detetar mudanças no padrão de atividade.

Compreender como os campos magnéticos influenciam as explosões - e como essas explosões podem, por sua vez, afetar o campo - tende a melhorar as previsões do clima espacial, ajudando a antecipar a chegada de partículas carregadas e tempestades geomagnéticas capazes de afetar a infraestrutura elétrica da Terra.

Este trabalho também evidencia ligações entre forças internas e externas do Sol.

“Descobrimos que a relação entre oscilações internas do Sol e a atividade na superfície evoluiu ao longo dos últimos ciclos”, afirma a astrónoma Sarbani Basu, da Universidade Yale.

Novas observações do BiSON deverão mostrar como essa relação se comporta quando o Ciclo 25 terminar e o Ciclo 26 começar oficialmente, por volta de 2030.

Será que se trata de uma tendência sustentada ou ela pode voltar a mudar de forma inesperada?

De qualquer maneira, isso sugere uma alteração importante no interior do Sol:

“Esta tendência não pode ser explicada simplesmente por campos magnéticos mais fracos. Em vez disso, ela indica uma reorganização estrutural de como a atividade magnética do Sol é armazenada abaixo da superfície”, conclui Basu.

Esta pesquisa foi publicada nos Avisos Mensais da Sociedade Astronômica Real.