Número de manchas solares observadas nos últimos 250 anos, mostrando os ciclos solares, cada uma com aproximadamente 11 anos de duração.
O número de manchas solares visíveis no Sol não é constante, mas varia ao longo de um ciclo de 11 anos chamado de ciclo solar. No início do ciclo solar (no chamado período de atividade mínima), poucas manchas são visíveis, e por vezes nenhuma é vista. Estas que aparecem estão em altas latitudes solares. À medida que o ciclo solar continua, o número de manchas aumenta, e as manchas movem-se em direção ao equador solar, um fenômeno descrito pela lei de Spörer. Manchas solares geralmente ocorrem em pares, de polaridades opostas. A polaridade magnética dos pares alternam-se a cada ciclo solar (relativo à posição do par), tendo um pólo magnético norte em um ciclo e sul no próximo (e vice-versa na outra mancha).
O ciclo solar possui grande influência na meteorologia do espaço, e influencia significantemente o clima na Terra, visto que a luminosidade solar está diretamente relacionada à atividade magnética do Sol. Quando o Sol está no período de atividade mínima, costuma-se registrar temperaturas médias mais baixas do que o normal na Terra. Por outro lado, temperaturas médias mais altas do que o normal estão correlacionadas com ciclos solares mais longos que o geral. No século XVII, o ciclo solar aparentemente parou por completo por várias décadas, visto que poucas manchas solares foram observadas durante este período. A Europa experenciou temperaturas muito baixas durante este século, fenômeno que foi denominado mínimo de Maunder ou Pequena Idade do Gelo. Períodos estendidos de atividade mínima mais antigos foram descobertos através da análise de anéis de árvores, também aparentemente coincidindo com temperaturas globais mais baixas do que o normal.
Estudos de heliosismologia executados a partir de sondas espaciais permitiram observar certas "vibrações solares", cuja freqüência cresce com o aumento da atividade solar, acompanhando o ciclo de 11 anos de erupções. A cada 22 anos existe a manifestação do chamado hemisfério dominador, além da movimentação das estruturas magnéticas em direção aos pólos, que resulta em dois ciclos de 18 anos com incremento da atividade geomagnética da Terra e da oscilação da temperatura do plasma ionosférico na estratosfera da atmosfera terrestre.
Possível ciclo a longo termo
Uma teoria recente argumenta que instabilidades magnéticas existentes no núcleo do Sol causariam flutuações com períodos de 41 000 ou 100 000 anos. Isto poderia explicar melhor as idades do gelo do que os ciclos de Milankovitch.
Se a tendência atual continuar, por volta de 2016 o Sol pode ficar totalmente sem manchas e assim permanecer ao longo de décadas.
Um fenômeno semelhante, que ocorreu no século 17, coincidiu com um período prolongado de resfriamento na Terra.
Conhecido como "Pequena Era do Gelo", o maior Mínimo Solar já registrado durou 70 anos. O chamado Mínimo de Maunder durou de 1645 a 1715, com a Terra experimentando temperaturas muito baixas.
Embora os mínimos solares normalmente durem cerca de 16 meses, o atual se estendeu por 26 meses, o mais longo em um século.
As manchas solares surgem quando ressurgências do campo magnético do Sol aprisionam plasma ionizado em sua superfície. Normalmente, o gás superaquecido, eletricamente carregado, libera seu calor e mergulha de volta abaixo da superfície. Mas o campo magnético inibe este processo.
Em artigo publicado na revista Science, Phil Berardelli relata o trabalho dos astrônomos Matthew Penn e William Livingston, do Observatório Nacional Solar em Tucson, Arizona, que vêm estudando as manchas solares desde 1990.
Usando uma técnica de medição chamada Separação de Zeeman, os astrônomos analisaram mais de 1.500 manchas solares e concluíram que a intensidade do campo magnético das manchas solares caiu de uma média de cerca de 2.700 gauss para cerca de 2.000 gauss. A intensidade média do campo magnético da Terra tem menos de 1 gauss.
Eles não sabem explicar as razões para tal diminuição. Mas se a tendência continuar, a força do campo magnético das manchas solares vai cair para uma média de 1.500 gauss já em 2016.
Como 1.500 gauss é o mínimo necessário para produzir manchas solares, os astrônomos afirmam que elas poderão não ser mais geradas a partir de então. Foi justamente isso o que aconteceu durante o Mínimo de Maunder. Mas Livingston adverte que a previsão de zero manchas solares pode ser prematura.
As manchas solares recentemente não possuem fortes pontos rodeados por halos, chamados penumbras, como se viu durante o último máximo solar, a maior parte da safra atual apresenta poucas ou nenhuma penumbra.
Mas há quem discorde deles. O físico David Hathaway, do Centro de Voos Espaciais Marshall, da NASA, achou o estudo interessante, mas acha que os dois astrônomos podem ter deixado de lado pequenas manchas solares, o que pode ter elevado a média registrada.
O ciclo solar possui grande influência na meteorologia do espaço, e influencia significantemente o clima na Terra, visto que a luminosidade solar está diretamente relacionada à atividade magnética do Sol. Quando o Sol está no período de atividade mínima, costuma-se registrar temperaturas médias mais baixas do que o normal na Terra. Por outro lado, temperaturas médias mais altas do que o normal estão correlacionadas com ciclos solares mais longos que o geral. No século XVII, o ciclo solar aparentemente parou por completo por várias décadas, visto que poucas manchas solares foram observadas durante este período. Períodos estendidos de atividade mínima mais antigos foram descobertos através da análise de anéis de árvores, também aparentemente coincidindo com temperaturas globais mais baixas do que o normal.
Estudos de heliosismologia executados a partir de sondas espaciais permitiram observar certas "vibrações solares", cuja freqüência cresce com o aumento da atividade solar, acompanhando o ciclo de 11 anos de erupções. A cada 22 anos existe a manifestação do chamado hemisfério dominador, além da movimentação das estruturas magnéticas em direção aos pólos, que resulta em dois ciclos de 18 anos com incremento da atividade geomagnética da Terra e da oscilação da temperatura do plasma ionosférico na estratosfera da atmosfera terrestre.Uma teoria recente argumenta que instabilidades magnéticas existentes no núcleo do Sol causariam flutuações com períodos de 41 000 ou100 000 anos. Isto poderia explicar melhor as idades do gelo do que os ciclos de Milankovitch.
O destino da Terra é precário. Como uma gigante vermelha, o Sol terá um raio máximo maior de 250 UA, maior do que a órbita atual da Terra. Porém, quando o Sol tornar-se uma gigante vermelha, a estrela terá perdido cerca de 30% de sua massa atual, devido à massa perdida no vento solar, com os planetas afastando-se gradualmente do Sol, à medida que o Sol perde massa. Este fator por si mesmo provavelmente seria o suficiente para permitir que a Terra não fosse engolida pelo Sol, visto que a Terra afastar-se-ia o suficiente da estrela, mas pesquisas recentes mostram que a Terra será engolida pelo Sol devido à forças de maré.
Mesmo que a Terra não seja incinerada pelo Sol, a água do planeta evaporará, e a maior parte de sua atmosfera escapará para o espaço. De fato, o Sol gradualmente a torna-se mais brilhante com o passar do tempo, mesmo na sequência principal (10% a cada 1 000 000 000anos), com sua temperatura de superfície gradualmente aumentando com o tempo. O Sol foi no passado menos brilhante, sendo que no início possuía 75% da luminosidade atual, uma possível razão pela qual a vida em terra firme somente existiu nos últimos 1 000 000 000 anos. Em outros 1 000 000 000 anos, o aumento da temperatura fará com que a superfície da Terra torne-se quente demais para possibilitar a existência de água líquida, e portanto, impossibilitará vida na Terra em sua forma atual.
A fusão de hélio sustentará o Sol por cerca de 100 milhões de anos, quando então o hélio no núcleo solar esgotará. O Sol não possui massa o suficiente para converter carbono em oxigênio, e portanto, não explodirá como uma supernova. Ao invés disso, após o término da fusão de hélio, intensas pulsações térmicas farão com que o Sol ejete suas camadas exteriores, formando uma nebulosa planetária. O único objeto que permanecerá após a ejeção será o extremamente quente núcleo solar, que resfriará gradualmente, permanecendo como uma anã branca com metade da massa atual (com o diâmetro da Terra) por bilhões (mil milhões) de anos. Este cenário de evolução estelar é típico de estrelas de massa moderada e baixa.
Fonte: National Solar Observatory
