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O SOL, EM COMPARAÇÃO COM OUTRAS ESTRELAS, É MONÓTONO
5 de maio de 2020

 


Não muito ativo: comparação das variações de brilho do Sol com aquelas de uma estrela parecida com o Sol.
Crédito: MPS/hormesdesign.de

 

O Sol é uma estrela em constante mudança: às vezes, inúmeras manchas solares cobrem a sua superfície visível; por outras, a superfície está completamente "vazia". No entanto, pelos padrões cósmicos, o Sol é extraordinariamente monótono. Este é o resultado de um novo estudo apresentado por investigadores sob a liderança do Instituto Max Planck para Investigação do Sistema Solar na edição mais recente da revista Science. Pela primeira vez, os cientistas compararam o Sol com centenas de outras estrelas com períodos de rotação semelhantes e outras propriedades fundamentais. A maioria delas apresentou variações muito mais fortes. Isto levanta a questão de saber se a monotonia do Sol é uma característica básica ou se a nossa estrela está apenas a passar por uma fase invulgarmente calma há já vários milénios.

A extensão com que a atividade solar (e, portanto, o número de manchas solares e o brilho solar) varia pode ser reconstruída usando vários métodos - pelo menos durante um certo período de tempo. Desde 1610, por exemplo, há registos confiáveis de manchas solares que cobrem o Sol; a distribuição de variedades radioativas de carbono e berílio em anéis de árvores e núcleos de gelo permite-nos tirar conclusões sobre o nível da atividade solar nos últimos 9000 anos. Durante este período de tempo, os cientistas encontram flutuações regularmente recorrentes de força comparável, como nas últimas décadas. "No entanto, quando comparados com toda a vida útil do Sol, 9000 anos é como um piscar de olhos," diz o Dr. Timo Reinhold, cientista do Instituto Max Planck e autor principal do estudo. Afinal, a nossa estrela tem quase 4,6 mil milhões de anos. "É concebível que o Sol esteja a passar por uma fase silenciosa com a duração de milhares de anos e, portanto, tenhamos uma imagem distorcida da nossa estrela," acrescenta.

Tendo em conta que não há como descobrir como o Sol era nos tempos primitivos, os cientistas só podem recorrer às estrelas: juntamente com colegas da Universidade de Nova Gales do Sul, Austrália, e da Escola de Pesquisa Espacial na Coreia do Sul, os investigadores do Instituto Max Planck investigaram se o Sol se comporta "normalmente" em comparação com outras estrelas. Isto pode ajudar a classificar a sua atividade atual.

 

Para esse fim, os investigadores selecionaram estrelas candidatas que se parecem com Sol em termos de propriedades decisivas. Além da temperatura da superfície, da idade e da proporção de elementos mais pesados do que o hidrogénio e hélio, os cientistas observaram, sobretudo, o período de rotação. "A velocidade com que uma estrela gira em torno do seu próprio eixo é uma variável crucial," explica o Dr. Sami Solanki, diretor do Instituto Max Planck e coautor da nova publicação. A rotação de uma estrela contribui para a criação do seu campo magnético num processo de dínamo no seu interior. "O campo magnético é a força motriz responsável por todas as flutuações na atividade," diz Solanki. O estado do campo magnético determina com que frequência o Sol emite radiação energética e lança partículas velozes para o espaço em erupções violentas, quão numerosas as manchas solares escuras e regiões brilhantes à sua superfície são - e, portanto, também com que intensidade o Sol brilha.

Um catálogo compreensivo que contém os períodos de rotação de milhares de estrelas está disponível há apenas alguns anos. Tem por base dados de medição do Telescópio Espacial Kepler da NASA, que registou as flutuações de brilho de aproximadamente 150.000 estrelas de sequência principal (ou seja, aquelas que estão a meio das suas vidas) de 2009 a 2013. Os investigadores vasculharam esta enorme amostra e selecionaram as estrelas que completam uma rotação em 20 a 30 dias. O Sol completa uma volta sob si próprio a cada mais ou menos 24,5 dias. Os investigadores conseguiram refinar ainda mais esta amostra usando dados do Telescópio Espacial Gaia da ESA. No final, restaram 369 estrelas, que também se assemelham ao Sol noutras propriedades fundamentais.

A análise exata das variações de brilho destas estrelas, de 2009 a 2013, revelam uma imagem clara. Enquanto entre as fases ativas e inativas a irradiação solar flutuou em média apenas 0,07%, as outras estrelas apresentaram variações muito maiores. As suas flutuações eram tipicamente cerca de cinco vezes mais fortes. "Ficámos muito surpreendidos que a maioria das estrelas semelhantes ao Sol sejam muito mais ativas que o Sol," diz o Dr. Alexander Shapiro do Instituto Max Planck, que chefia o grupo de investigação "Ligando as Variabilidades Solar e Estelares".

 

No entanto, não é possível determinar o período de rotação de todas as estrelas observadas pelo telescópio Kepler. Para fazer isso, os cientistas têm que encontrar certas quedas que reaparecem periodicamente na curva de luz da estrela. Estas diminuições de brilho podem ser rastreadas até às manchas estelares que escurecem a superfície solar, que giram para fora do campo de visão do telescópio e que depois reaparecem após um período fixo de tempo. "Para muitas estrelas, estes escurecimentos periódicos não podem ser detetados; perdem-se no ruído dos dados medidos e nas flutuações de brilho subjacentes," explica Reinhold. Visto através do telescópio Kepler, nem mesmo o Sol conseguiria revelar o seu período de rotação.

Assim sendo os cientistas também estudaram mais de 2500 estrelas parecidas com o Sol com períodos de rotação desconhecidos. O seu brilho flutuou muito menos do que o do outro grupo.

Estes resultados permitem duas interpretações. Poderá haver uma diferença fundamental ainda inexplicável entre estrelas com períodos de rotação conhecidos e desconhecidos. "É igualmente concebível que estrelas com períodos de rotação conhecidos e parecidos ao do Sol nos mostrem as flutuações fundamentais na atividade de que o Sol é capaz," diz Shapiro. Isso significaria que a nossa estrela tem permanecido invulgarmente fraca ao longo dos últimos 9000 anos e que em escalas de tempo muito grandes também sejam possíveis fases com flutuações muito maiores.

Não há, no entanto, motivo de preocupação. No futuro próximo, não há indicação de tal "hiperatividade" solar. Pelo contrário: durante a última década, o Sol tem-se mostrado bastante fraco, mesmo pelos seus próprios baixos padrões. As previsões de atividade para os próximos 11 anos indicam que isso não mudará em breve.

 


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// Instituto Max Planck (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Science)
// Artigo científico #2 (Science)

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