Um ciclo bizarro

por Cássio Barbosa |

Observatório | G1

O Sol é uma estrela de um tipo bem comum na nossa galáxia. Como ele, deve haver algo em torno de 1 bilhão de outras estrelas muito parecidas, se não iguais. É claro que ele é especial, pois é nossa maior fonte de energia e sustenta a vida em nosso planeta. Acompanhando o Sol diariamente, não notamos nenhuma alteração e temos a ideia de que ele esteja sempre estável e “tranquilo”. Bom, desde que nossa estrela começou a transformar hidrogênio em hélio no seu núcleo através de fusão nuclear, ela está sim em atividade estável, mas longe de ser uma vida tranquila.

O Sol tem um ciclo de atividade magnética com período aproximado de 11 anos. Nesse intervalo de tempo o Sol passa por um máximo de atividade, evidenciado pelo grande número de manchas solares, explosões e eventos de ejeção de massa. Depois de passar por esse máximo de atividade, o número de manchas solares, as tempestades e explosões solares que as acompanham vai diminuindo gradativamente, até que algum tempo depois atinge um mínimo; esse é o mínimo solar. Passado esse período de baixa atividade, a atividade solar começa a se intensificar, aumentando novamente o número de manchas até que o Sol atinja um máximo novamente e um ciclo solar se complete. Os mínimos e máximos não são fáceis de identificar, de modo que o período de um ciclo pode variar bastante em relação a outro. Com 27 ciclos já observados, esse período é, na média, de 10,6 anos.

O ciclo solar é a principal fonte de alterações no clima espacial, um termo para designar o conjunto de condições ambientais no espaço sideral próximo à Terra. Isso inclui as auroras, o campo magnético terrestre e órbitas de satélites. A depender da atividade solar, as órbitas de satélites são alteradas, os sinais de GPS são afetados, comunicações por rádio e até mesmo usinas de eletricidade podem sofrer consequências graves. Além do clima espacial, os ciclos solares devem influenciar o clima na Terra, conforme mostram alguns estudos efetuados na última década. Por exemplo, alguns trabalhos sugerem que a quantidade de raios ultravioleta que atinge a superfície da Terra pode variar até 400% durante um ciclo solar. Isto ocorreria por que o ozônio que nos protege desses raios é formado pela incidência da radiação ultravioleta sobre as moléculas de oxigênio, que diminui muito durante um período de mínimo solar. Com menos ozônio, mais ultravioleta chega à superfície, o que aumenta o risco de câncer de pele.

Atualmente o Sol está no ciclo 24 – a contagem começou em 1755 –, que parece ter se iniciado em dezembro de 2008. Ocorre que o mínimo do ciclo 23 – que daria início ao ciclo seguinte – foi de baixíssima atividade solar, de modo que o Sol chegou a ficar semanas sem registro de nenhuma mancha. Esse foi um dos mínimos solares mais pronunciados da história, tanto que alguns astrônomos consideram que o mínimo poderia ter ocorrido em maio de 2008.

Passado o mínimo, o Sol foi gradativamente aumentando sua atividade magnética. Houve registros de explosões solares ao longo deste ano e, baseado no comportamento de ciclos anteriores, o máximo solar foi previsto para ocorrer em maio de 2013. A previsão é de que o Sol chegue a 90 manchas nesse momento e, a partir daí, comece a diminuir a atividade magnética, caminhando para outro mínimo.

O ciclo 24 parece ser o mais enigmático ciclo solar observado em décadas. Primeiro por causa do seu mínimo tão duradouro; segundo porque a previsão de 90 manchas para o máximo, se confirmada, indicaria o menor número de manchas solares em um período de máximo observado nos últimos 100 anos!

Para deixar tudo ainda mais interessante, os dados das manchas dos últimos meses indicam que o máximo solar já poderia ter ocorrido! Entre novembro e dezembro de 2011 houve um pico no número de manchas muito além de qualquer previsão, o que levou alguns astrônomos a achar que esse seria um dos ciclos mais ativos já observados. Entretanto, depois disso, as contagens despencaram e, apesar de uma melhora, ainda estão muito baixas. No último mês, para piorar a situação, caíram mais ainda! Alguns astrônomos propõem que simplesmente vamos ter um máximo solar com pico duplo, ou seja, um grande número de manchas em no final de 2011 e outro número tão grande quanto esse em maio de 2013. Isso já aconteceu no passado, mas não é muito frequente.

Mesmo que o máximo se confirme no ano que vem, o ciclo 24 já está marcado como um dos mais esquisitos da era moderna de observações do Sol. Ele deve ser um dos menos intensos já observados e as implicações disso no clima da Terra devem ser notadas nos próximos anos. É esperar para ver!

Trabalho com participação do Observatório Nacional é publicado na Nature

Makemake é um dos objetos transnetunianos cujas descobertas levaram à criação da categoria de planeta anão, em 2006, com a inclusão de Plutão entre estes. Além deles, Eris, Haumea e Ceres foram incluídos na mesma categoria. Ainda há muito para se pesquisar sobre esses objetos. Daí a importância do artigo “Albedo and atmospheric constraints of dwarf planet Makemake from a stellar occultation” (“Albedo e restrições atmosféricas do planeta anão Makemake a partir de uma ocultação estelar”), que será publicado hoje na Nature. Trata-se de um trabalho que envolveu 56 pesquisadores de todo o mundo, sendo 15 brasileiros, sob a coordenação do Observatório Nacional, do Observatório de Paris e do Instituto de Astrofísica de Andalucía.

“O albedo é a razão entre a quantidade de luz recebida e a refletida. E uma ocultação estelar ocorre quando a luz de uma estrela é bloqueada por um corpo antes de chegar a um observador. Este corpo pode ser anel, asteroide, lua ou planeta. A principal razão para observar ocultações estelares é examinar anéis, atmosferas e tamanhos dos objetos do sistema solar externo, ou seja, aquele que fica depois de Marte. O método viabiliza resultados melhores do que qualquer outro a partir da Terra”, explica um dos autores, Roberto Vieira Martins, do Observatório Nacional.

O artigo diz que, pelas informações reunidas de Plutão, Eris e agora Makemake, usando ocultações estelares, formulou-se a hipótese de que albedos de objetos similares a Plutão são determinados por processos de sublimação e condensação. Os maiores albedos seriam resultado de atmosferas que se condensaram totalmente e colapsaram sobre a superfície, enquanto objetos com albedo médio teriam atmosferas locais e objetos com albedo menor teriam atmosferas globais a partir da sublimação das substâncias voláteis.

Assim, o alto albedo de Eris é considerado como resultado de uma atmosfera colapsada que revestiu o planeta anão com gelo fresco e brilhante. O artigo explica: “Uma atmosfera totalmente condensada em Makemake poderia ter resultado em um albedo similar ao de Eris, o que não é o caso. Todavia, se Makemake tivesse uma atmosfera local, ao invés de global, algumas partes da superfície poderiam estar totalmente cobertas com gelo fresco da parte colapsada da atmosfera e encontrarem-se muito brilhantes, enquanto outras poderiam permanecer escuras”.

Este pode ser o caso de Makemake, uma vez que medidas térmicas feitas neste estudo indicam que Makemake tem dois tipos de terreno, com albedos bem diferentes. 

Astrofísica estelar é tema de workshop no Observatório Nacional

Os interessados podem se inscrever até o dia 25 de novembro

O Observatório Nacional realiza, nos dias 6 e 7 de dezembro, o evento “Workshop on Stellar Astrophysics at Observatório Nacional: Stellar Evolution and Stars in Transition Phases”. O encontro vai abordar as fases da evolução estelar que são ainda pouco conhecidas, as chamadas fases de transição, com destaque para as fases de estrelas de alta massa, que são anteriores à explosão de supernovas. Além disso, serão discutidos os progressos nas pesquisas proporcionados pelos grandes telescópios e pelos novos instrumentos a que o Brasil já tem e poderá futuramente ter acesso com a adesão ao Observatório Europeu do Sul (ESO).

Entre os convidados, já confirmaram presença os pesquisadores Michaela Kraus, do Observatório Astronômico de Ondrejov (República Checa), Lydia Cidale, da Universidade de La Plata (Argentina) e Michel Curé, da Universidade de Valparaiso (Chile).

O workshop é voltado a pesquisadores de astrofísica estelar, alunos de pós-graduação e de iniciação científica em astronomia. O evento terá apresentações orais, com duração de 20 minutos, e também em pôsteres. As inscrições e submissões de trabalho podem ser feitas até o dia 25 de novembro.

Informações: www.on.br/wsaon

EAD - 2012 - MÓDULO 3 - O campo geomagnético externo

Atenção alunos!

Estão disponíveis, no site do Curso de Magnetismo da Terra, novos conteúdos em vídeo e PDF.

Não perca tempo, estude e prepare-se para a próxima prova.

Bom curso!

Coordenação EAD-2012

Esclarecimentos aos alunos do EAD 2012 - Magnetismo da Terra

Prezados alunos,

Informamos que todos os e-mails de solicitação referente a prova, recebidos até às 23h 55m do dia 12/11, foram respondidos. Mantivemos um funcionário de plantão para atender a todos. O sistema de acesso à prova do Observatório Nacional não apresentou qualquer tipo de problema.

Infelizmente, muitos alunos no momento da inscrição preencheram incorretamente o e-mail, que funciona como login e contato com a administração do curso. Isso dificultou a localização e respostas automáticas do sistema.

Foi necessário a localização manual de cada pedido recebido e, muitas vezes, o email informado era diferente do utilizado no cadastro inicial o que impossibilitava a localização do aluno.

Lamentamos por todos que não conseguiram realizar a prova, mas a responsabilidade de um cadastramento correto é fundamental para o perfeito funcionamento do sistema de respostas.

Atenciosamente,

Coordenação - EAD 2012

ON deposita primeiro registro de patente na área de astronomia

O invento é o heliômetro anular, usado para medir o diâmetro solar com alta precisão.

O Observatório Nacional depositou seu primeiro pedido de registro de patente na área de astronomia. O invento é chamado “Dispositivo para medidas angulares”, e trata-se de um heliômetro anular, um telescópio refletor desenvolvido para medir o diâmetro solar com alta precisão, superior ao heliômetro convencional.

O pesquisador Victor D’Ávila, um dos responsáveis pelo invento, explica que o Sol não apresenta um comportamento estável. Além disso, embora sejam registrados alguns ciclos na sua dinâmica, não é possível prever suas variações, que se manifestam no seu campo magnético, na sua luminosidade e no seu diâmetro. Como o Sol determina o clima da Terra e define, portanto, a possibilidade de existência de vida no planeta, compreender seu comportamento é de grande importância. 

O princípio de um heliômetro é combinar num mesmo tubo dois telescópios apontando para duas direções próximas. “Dessa forma, os efeitos e defeitos dos dois instrumentos se cancelam quando medimos a posição relativa de dois pontos no céu, nesse caso, dois pontos opostos no disco solar”, explica D’Ávila. 

A vantagem do heliômetro anular desenvolvido no ON é que ele utiliza um sistema de espelhos, que apresentam maior estabilidade mecânica que as lentes empregadas no heliômetro convencional. A opção pelos espelhos em vez de lentes também permitiu criar uma configuração nova para a óptica do instrumento, possibilitando que ele tome medidas angulares de alta precisão em qualquer direção. “Podemos dizer que, com a concepção do heliômetro anular, conseguimos materializar o ideal de efetuar medidas angulares com a mais completa independência da estabilidade óptica e mecânica do instrumento”, diz o pesquisador.

Os procedimentos de apoio ao processo do pedido de patente de invenção foram realizados pelo Núcleo de Inovação Tecnológica (NIT-RIO), e o depósito do pedido foi feito no último dia 19 de outubro. Em março deste ano, o ON depositou o registro de patente do “dispositivo e método para simular a compensação de bússola náutica”, desenvolvido na área de geofísica.

Confira abaixo a entrevista com o pesquisador Victor D’Ávila.

ONews: Por que o diâmetro do Sol muda? Com que frequência? 

Victor D’Ávila: O Sol não é em absoluto uma estrela imutável. Pelo contrário, desde a invenção do telescópio, por Galileu, são observadas manchas que evoluem na superfície do Sol. Logo se percebeu que essas manchas apareciam em ciclos de 11 anos, aproximadamente. Os astrônomos costumam avaliar um parâmetro, chamado de atividade solar através do número e tamanho das manchas. O que é mais estimulante no estudo desses ciclos solares é o fato de que esses ciclos não são sempre iguais entre si, mas sim apresentam variações de um ciclo para outro e que essas variações na atividade solar são impossíveis de se prever.

Em pouco tempo também se aprendeu que esse ciclo de 11 anos se manifesta em muitos outros parâmetros solares tais como seu campo magnético, sua luminosidade e seu diâmetro.

Sabe-se que a amplitude das variações do diâmetro solar é muito pequena, de uns poucos milionésimos do seu valor médio e, por isso mesmo, sua medida representa um verdadeiro desafio para os astrônomos.

ONews:  Que importância isso tem?

Victor D’Ávila: O Sol determina o clima da Terra e, assim, a possibilidade de existência de vida no nosso planeta. Sabemos também que o Sol não se comporta de forma estável. Como já dissemos, o Sol apresenta um ciclo de variações de 11 anos. E o que é mais preocupante, é que mesmo esse ciclo não é estável nem previsível. Assim, por exemplo, em torno de 1680, durante cerca de 70 anos, o nosso Sol praticamente não apresentou aquele ciclo de 11 anos das manchas solares. Ou seja, sua atividade praticamente se extinguiu. Esse período ficou conhecido na astronomia como Mínimo de Maunder. Nessa época, durante longos anos, o Sol nem mesmo apresentou manchas! Será que isto afetou o clima terrestre? Bem, isso não se sabe com certeza, mas, coincidência ou não, os meteorologistas registraram uma abrupta queda de temperatura em toda a Europa por alguns séculos por volta de 1600 ou 1700 e que ficou conhecida como a Pequena Idade do Gelo.

Por outro lado, para que seja possível calibrar e avaliar os modelos teóricos sobre o interior do Sol e seu funcionamento, é muito importante comparar as previsões dos modelos com as observações astronômicas, entre elas, a medida da evolução do diâmetro solar. 

ONews: Para que serve o heliômetro? 

Victor D’Ávila: O heliômetro é um instrumento desenvolvido para medir o diâmetro solar.

ONews: Qual a diferença do convencional para o anular?

Victor D’Ávila: O heliômetro anular, objeto do pedido de patente do Observatório Nacional, é um novo tipo de heliômetro que é capaz de medir o diâmetro solar com uma precisão ainda maior que o heliômetro convencional.

ONews:  Quais são as vantagens do instrumento proposto em relação aos já existentes?

Victor D’Ávila: A ideia básica por trás de um heliômetro é combinar num mesmo tubo dois telescópios apontando para duas direções próximas. Dessa forma, os efeitos e defeitos dos dois instrumentos se cancelam quando medimos a posição relativa de dois pontos no céu, nesse caso, dois pontos opostos no disco solar. 

No heliômetro convencional essa configuração de dois telescópios num mesmo tubo é realizada fazendo com que cada telescópio seja dotado de uma lente objetiva (a grande lente frontal) na forma de um semicírculo, ou meia-lua. As duas lentes objetivas são dispostas lado a lado na frente do tubo do heliômetro convencional. O ponto fraco do heliômetro convencional  vem do fato de que qualquer medida angular ao longo da direção que une as semiluas é  dependente da estabilidade mecânica e óptica do instrumento.

Já no heliômetro anular utilizamos espelhos no lugar de lentes para, com isso, tirar proveito da reconhecida estabilidade mecânica dos materiais com que são feitos os modernos espelhos. 

Além disso, e precisamente por utilizarmos espelhos, e não lentes, nos foi possível criar uma configuração nova para a óptica do instrumento através do uso de espelhos objetivos anulares concêntricos. Note-se que não é possível confeccionar lentes anulares. O mesmo não ocorre com espelhos objetivos anulares concêntricos, que são de manufatura relativamente fácil. 

Por uma questão de simetria, espelhos anulares concêntricos são perfeitos para realizar medidas angulares de alta precisão em qualquer direção. 

Podemos dizer que com a concepção do heliômetro anular conseguimos materializar o ideal de efetuar medidas angulares com a mais completa independência da estabilidade óptica e mecânica do instrumento.