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Diagrama mostrando a estrutura interna do Sol com base na teoria existente que assume células de convecção circulares próximas à superfície solar. O novo modelo do Dr. Vasil sugere células de convecção "em forma de charuto" mais finas e giratórias que impulsionam o dínamo magnético do Sol. Crédito: NASA
As tempestades solares podem destruir a Internet global? Sim, mas não sabemos quando ou como isso pode acontecer. O matemático Dr. Geoffrey Vasil propôs uma nova compreensão da zona de convecção do Sol para ajudar.
Cientistas da Universidade de Sydney e dos Estados Unidos resolveram um antigo mistério sobre o Sol que poderia ajudar os astrônomos a prever o clima espacial e a nos preparar para tempestades geomagnéticas potencialmente devastadoras se atingissem a Terra.
O campo magnético interno do Sol é diretamente responsável pelo clima espacial - fluxos de partículas de alta energia do Sol que podem ser acionados por erupções solares, manchas solares ou ejeções de massa coronal que produzem tempestades geomagnéticas. No entanto, não está claro como isso acontece e é impossível prever quando esses eventos ocorrerão.
Agora, um novo estudo liderado pelo Dr. Geoffrey Vasil da Escola de Matemática e Estatística da Universidade de Sydney pode fornecer uma forte estrutura teórica para ajudar a melhorar nossa compreensão do dínamo magnético interno do Sol que ajuda a conduzir o clima espacial próximo à Terra.
O Sol é formado por várias regiões distintas. A zona de convecção é uma das mais importantes - um oceano de 200.000 quilômetros de profundidade de plasma fluido turbulento e superquente que ocupa os 30% externos do diâmetro da estrela.
A teoria solar existente sugere que os maiores redemoinhos e redemoinhos ocupam a zona de convecção, imaginada como células de convecção circulares gigantes.
No entanto, essas células nunca foram encontradas, um problema antigo conhecido como 'Enigma Convectivo'.
Dr. Vasil disse que há uma razão para isso. Em vez de células circulares, o fluxo se divide em altas colunas giratórias em forma de charuto com "apenas" 30.000 quilômetros de diâmetro. Isso, disse ele, é causado por uma influência muito mais forte da rotação do Sol do que se pensava anteriormente.
"Você pode equilibrar um lápis fino em sua ponta se girar rápido o suficiente", disse Vasil, especialista em dinâmica de fluidos. "Células finas de fluido solar girando na zona de convecção podem se comportar de maneira semelhante."
Os resultados foram publicados no Proceedings of the National Academy of Sciences .
"Não sabemos muito sobre o interior do Sol, mas é extremamente importante se quisermos entender o clima solar que pode impactar diretamente a Terra", disse o Dr. Vasil.
"A rotação forte é conhecida por alterar completamente as propriedades dos dínamos magnéticos, dos quais o Sol é um deles."
O Dr. Vasil e seus colaboradores, o professor Keith Julien da Universidade do Colorado e o Dr. Nicholas Featherstone do Southwest Research Institute em Boulder, dizem que essa rotação rápida prevista dentro do Sol suprime o que de outra forma seriam fluxos em larga escala, criando uma dinâmica mais variada para o terço externo da profundidade solar.
Vídeo: https://youtu.be/GrnGi-q6iWc
Crédito: Universidade de Sydney
"Ao contabilizar adequadamente a rotação, nosso novo modelo do Sol se ajusta aos dados observados e pode melhorar drasticamente nossa compreensão do comportamento eletromagnético do Sol", disse o Dr. Vasil, que é o principal autor do estudo.
Nos casos mais extremos, as tempestades geomagnéticas solares podem banhar a Terra com pulsos de radiação capazes de fritar nossa sofisticada infraestrutura de comunicação e eletrônica global.
Uma enorme tempestade geomagnética desse tipo atingiu a Terra em 1859, conhecida como Evento Carrington, mas isso foi antes de nossa dependência global da eletrônica. O sistema telegráfico incipiente de Melbourne a Nova York foi afetado.
"Um evento semelhante hoje pode destruir bilhões de dólares em infraestrutura global e levar meses, senão anos, para consertar", disse o Dr. Vasil.
Uma ejeção de massa coronal solar em agosto de 2012
Um evento de pequena escala em 1989 causou blecautes massivos no Canadá, o que alguns pensaram inicialmente que poderia ter sido um ataque nuclear. Em 2012, uma tempestade solar semelhante em escala ao evento Carrington passou pela Terra sem impactar, perdendo nossa órbita ao redor do Sol por apenas nove dias.
"O próximo máximo solar é no meio desta década, mas ainda não sabemos o suficiente sobre o Sol para prever se esses eventos cíclicos produzirão uma tempestade perigosa", disse o Dr. Vasil.
"Embora uma tempestade solar atingindo a Terra seja muito improvável, como um terremoto, ela eventualmente acontecerá e precisamos estar preparados."
Tempestades solares que emergem de dentro do Sol podem levar de várias horas a dias para chegar à Terra. O Dr. Vasil disse que um melhor conhecimento do dinamismo interno de nossa estrela doméstica poderia ajudar os planejadores a evitar desastres se eles tivessem aviso suficiente para desligar o equipamento antes que uma explosão de partículas energéticas fizesse o trabalho.
"Não podemos explicar como as manchas solares se formam. Nem podemos discernir quais grupos de manchas solares são mais propensos a rupturas violentas. Os legisladores precisam saber com que freqüência pode ser necessário suportar um desligamento de emergência de dias para evitar uma catástrofe severa", disse ele.
O modelo teórico do Dr. Vasil e seus colegas agora precisará ser testado por meio de observação para melhorar ainda mais a modelagem dos processos internos do Sol. Para fazer isso, os cientistas usarão uma técnica conhecida como heliosismologia, para ouvir dentro do coração batendo da estrela.
"Esperamos que nossas descobertas inspirem mais observações e pesquisas sobre as forças motrizes do Sol", disse ele.
Isso poderia envolver o lançamento sem precedentes de satélites de observação orbitais polares fora do plano elíptico do Sistema Solar.
Explore mais
Ejeções de massa coronal e observações de raios cósmicos na Estação Syowa
Mais informações: Geoffrey M. Vasil et al, Rotation suprime a convecção solar em escala gigante, Proceedings of the National Academy of Sciences (2021). DOI: 10.1073 / pnas.2022518118
Informações do periódico: Proceedings of the National Academy of Sciences
Fornecido pela University of Sydney
Fonte: Phys News / pela Universidade de Sydney / 06-08-2021
https://phys.org/news/2021-08-solar-puzzle-earth-planet-wide-blackouts.html
Obrigado pela sua visita e volte sempre!
Hélio R.M.Cabral (Economista,
Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e
Climatologia). Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020,
pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Acompanha e divulga os
conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration),
ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
Participa
do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA. A
partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB),
como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
Page: http://pesqciencias.blogspot.com.br
Page: http://livroseducacionais.blogspot.com.br
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