Os cientistas querem criar um 'relógio solar' para prever o clima espacial

Até agora, os cientistas se tornaram muito bons em prever o tempo. Em qualquer dia, sabemos se vai chover, fazer sol ou nublado.

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No entanto, quando se trata do clima espacial, que é controlado pelas explosões do Sol que são ejetadas para o espaço sideral, as coisas têm sido bastante imprevisíveis até hoje.

Uma equipe de cientistas está tentando ajudar a prever essas tempestades solares, identificando padrões nas atividades do Sol com base em 200 anos de observações. Sua solução; um 'relógio solar' que prevê os períodos de ativação e desativação do Sol de atividade solar.



O estudar foi publicado esta semana no Cartas de pesquisa geofísica.

O que é clima espacial?



O Sol ejeta periodicamente plasma em ebulição quente, na forma de erupções solares e vento solar, em todo o Sistema Solar. Essas ejeções causam tempestades magnéticas na atmosfera superior da Terra, que podem ter efeitos importantes nas redes de energia na Terra, bem como em espaçonaves em órbita e astronautas.

Embora os efeitos da radiação solar nas viagens espaciais não sejam totalmente compreendidos ainda, os cientistas estão trabalhando para descobrir como ela afeta a saúde dos astronautas. O que sabemos até agora é que a radiação espacial atravessa moléculas de DNA, alterando ou danificando-as permanentemente, de acordo com NASA .

Portanto, ser capaz de prever quando essas tempestades solares ocorrem pode potencialmente proteger os astronautas de consequências fatais, já que as agências espaciais se voltam para missões de longa duração para o Lua e Marte.

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Na Terra, também não estamos totalmente protegidos dessas tempestades solares. Quando essas explosões solares atingem a Terra, elas penetram através da camada protetora da atmosfera da Terra, conhecida como magnetosfera, e causam estragos em nosso equipamento elétrico e redes de energia.

Em 7 de agosto de 1972, um tempestade solar massiva irrompeu da superfície do Sol, interrompendo ondas de rádio, redes de telecomunicações e sistemas de energia, provocando uma intensa tempestade magnética na Terra.

Um relógio tiquetaqueando

Para ajudar a prever esse tipo de evento, os cientistas por trás do novo estudo mapearam a atividade do Sol ao longo de 18 ciclos solares em um ciclo padronizado de 11 anos ou 'relógio'.



O relógio solar exibirá os altos e baixos da atividade solar. Chapman et. al

A cada 11 anos, o Sol embarca em um novo ciclo solar e atualmente estamos no ciclo 25.

A atividade do Sol começa a aumentar na metade do ciclo, o que significa mais explosões solares e saída de radiação de nossa estrela hospedeira. No entanto, à medida que este ciclo solar termina, o Sol se torna menos ativo.

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E a atividade do Sol é medida por suas manchas solares.

As manchas solares são manchas escuras que marcam a superfície do Sol. Eles são causados ​​pelo campo magnético que inibe a transferência de energia na superfície do Sol por meio do processo de convecção, onde o fluido quente sobe e o fluido mais frio desce.

Na metade do ciclo, quando o Sol está mais ativo, a maior quantidade de manchas solares pode ser vista em sua superfície.

Portanto, os pesquisadores se voltaram para esses pontos indescritíveis para criar seu relógio solar. Eles usaram o registro do número de manchas solares disponível desde 1818 para mapear a atividade solar nos últimos 200 anos e foram capazes de identificar um padrão de transições entre os períodos de silêncio e ativo do Sol.

Suas observações mostraram tempos de ativação e desativação precisos da atividade solar.

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Os cientistas passam suas vidas tentando ler o livro da natureza. Às vezes, criamos uma nova maneira de transformar os dados e o que parecia ser confuso e complicado de repente torna-se lindamente simples ', disse Sandra Chapman, do Centro de Fusão, Espaço e Astrofísica da University of Warwick, e autora principal do estudo uma demonstração . 'Nesse caso, nosso método de relógio solar mostrou horários claros para' ligar 'e' desligar ', demarcando intervalos ativos e calmos para o clima espacial pela primeira vez.'

O relógio solar pode ser usado para prever quando eventos extremos do clima solar podem ocorrer, uma vez que tendem a ocorrer durante os períodos de alta atividade do Sol, conhecidos como máximo solar.

Se você tem um sistema sensível ao clima espacial, precisa saber a probabilidade de um grande evento e é útil saber quando estamos em um período de silêncio, pois permite a manutenção e outras atividades que tornam os sistemas temporariamente mais frágeis ', disse Chapman. .

Abstrato: Ao obter o sinal analítico do número diário de manchas solares desde 1818, construímos um novo relógio de fase do ciclo solar que mapeia cada um dos últimos 18 ciclos solares em uma única época normalizada de 11 anos. Este relógio ordena a atividade coronal solar e extremos do aa índice, que rastreia tempestades geomagnéticas na superfície da Terra nos últimos 14 ciclos solares. Identificamos intervalos geomagneticamente silenciosos que são 40% do ciclo normalizado, ± 2 Pi / 5 em fase ou ± 2,2 anos em torno do mínimo solar. Desde 1868, apenas dois graves ( aa > 300 nT) e um extremo ( aa > 500 nT) as tempestades geomagnéticas ocorreram em intervalos calmos; 1–3% de grave ( aa > 300 nT) tempestades geomagnéticas e 4-6% das explosões solares de classe C, M e X ocorreram em intervalos de silêncio. Isso fornece suporte quantitativo para o planejamento da resiliência contra os impactos do clima espacial, uma vez que apenas alguns por cento de todas as tempestades severas ocorrem em intervalos calmos e seus horários de início e fim são quantificáveis.