O Ciclo 24 de Manchas Solares

O máximo do Ciclo 24 ocorre em Maio de 2013

Por PGAPereira

Número de manchas do Sol

Em 1610, logo após a exibição do Sol com o seu novo telescópio, Galileu Galilei (ou foi Thomas Harriot?) fez as primeiras observações européia de manchas solares. Contínuas observações diárias foram iniciadas no Observatório de Zurique em 1849 e as observações anteriores foram usadas para ampliar os registros de 1610. O número de manchas solares é calculado pela primeira contagem do número de grupos de manchas e, em seguida, o número de manchas solares individuais. O "número de manchas solares" é então dado pela soma do número de manchas solares individuais e dez vezes o número de grupos. Como a maioria dos grupos de manchas solares têm, em média, cerca de dez pontos, esta fórmula para contagem de manchas solares dá números confiáveis ​​mesmo quando as condições de observação de manchas são menos do que o ideal e difíceis de serem vistas. Médias mensais (atualizado mensalmente) do número de manchas solares mostram que o número de manchas solares visíveis no Sol diminui com um valor aproximado de um ciclo de 11 anos.

O Mínimo de Maunder

Os primeiros registros de manchas solares indicam que o Sol passou por um período de inatividade no final do século 17. Muito poucas manchas solares foram vistas no Sol de 1645 a 1715. Embora as observações não eram tão extensas como em anosposteriores, o Sol era de fato bem observado durante este tempo e esta falta de manchas solares está bem documentado. Este período de inatividade solar também corresponde a um período climático chamado de "Pequena Idade do Gelo", quando os rios que normalmente são livres de gelo congelou e campos de neve permaneceram durante o ano todo em altitudes mais baixas. Há evidências de que o Sol teve períodos semelhantes de inatividade no passado mais distante. A conexão entre a atividade solar e o clima terrestre é uma área de investigação em curso.

O diagrama  borboleta

Observações detalhadas de manchas solares foram obtidas pelo Observatório Real de Greenwich desde 1874. Estas observações incluem informações sobre os tamanhos e posições de manchas solares, bem como seus números. Estes dados mostram que as manchas solares não aparecem aleatoriamente sobre a superfície do Sol, mas estão concentrados em duas faixas de latitude em cada lado do equador. Um diagrama de borboleta  (atualizado mensalmente) mostrando as posições dos pontos para cada rotação do Sol desde maio 1874 mostra que essas faixas primeiramente se formam em latitudes médias, ampliam-se, e depois movem-se em direção ao equador com o progresso de cada ciclo.

Previsões de Ciclos de manchas solares

O MSFC Solar Physics Branch tem estudado o registro das manchas solares para o comportamento característico que pode ajudar na previsão de atividade das manchas solares no futuro. Embora as manchas solares produzam apenas efeitos menores sobre as emissões solares, a atividade magnética que acompanha as manchas solares podem produzir mudanças dramáticas nos níveis de emissão do ultravioleta e de raios-x. Estas mudanças ao longo do ciclo solar tem conseqüências importantes para a atmosfera superior da Terra.

Previsão do Ciclo Solar (02/11/2011)

A previsão atual para Sunspot Ciclo 24 dá ​​um número máximo de 89 manchas solares em maio de 2013. Estamos actualmente a quase três anos no Ciclo 24. O aumento da atividade nos últimos meses aumentou a previsão acima dos 64,2 para o máximo do ciclo 14 em 1907. O tamanho atual prevê ainda tornar este o menor ciclo de manchas solares em mais de 80 anos. Predizer o comportamento de um ciclo de manchas solares é bastante confiável uma vez que o ciclo está bem encaminhado (cerca de 3 anos após ocorrer o mínimo em número de manchas solares. Antes desse tempo as previsões são menos confiáveis, mas ainda assim importantes. O planejamento para as órbitas dos satélites e missões espaciais muitas vezes exigem o conhecimento dos níveis de atividade solar anos de antecedência. Uma série de técnicas são utilizadas para prever a amplitude de um ciclo durante um tempo próximo e antes do mínimo de manchas solares. Relações foram encontradas entre o tamanho máximo do próximo ciclo e a duração do ciclo anterior, o nível de atividade no mínimo de manchas solares, e o tamanho do ciclo anterior. Entre as técnicas mais confiáveis ​​estão aquelas que usam as medidas de mudanças no campo magnético da Terra, e antes, o mínimo de manchas solares. Estas mudanças no campo magnético da Terra são conhecidas por serem causadas ​​por tempestades solares, mas as conexões precisas entre elas e os futuros níveis de atividade solar ainda é incerto.

Destas técnicas"precursoras geomagnéticas"destacam-se três. A mais antiga é a de Ohl. Ele descobriu que o valor do índice geomagnético aa em seu mínimo estava relacionado ao número de manchas solares durante o máximo que se seguia. A principal desvantagem desta técnica é que o mínimo do índice geomagnético aa muitas vezes ocorre um pouco depois do mínimo das manchas solares por cujo motivo a previsão não está disponível até que o ciclo das manchas solares fosse iniciada. Um método alternativo é devido a um processo sugerido por Joan Feynman. Ele separa o índice geomagnético aa em dois componentes: um em fase com e proporcional ao número de manchas solares, o outro componente é então o sinal restante. Este sinal restante tem, no passado dado boas estimativas do número de manchas solares vários anos de antecedência. O máximo neste sinal ocorre perto do mínimo de manchas solares e é proporcional ao número de manchas solares durante os máximos a seguir. Este método permite uma previsão do máximo de manchas solares seguinte à hora do mínimo de manchas solares. Um terceiro método é devido a Richard Thompson. Ele encontrou uma relação entre o número de dias durante um ciclo de manchas solares em que o campo geomagnético foi "perturbado" e a amplitude do máximo de manchas solares seguinte. Seu método tem a vantagem de dar uma previsão para o tamanho do máximo de manchas solares bem próximos antes do mínimo de manchas solares.

O Atual Ciclo 24. O índice aa alcançou seu mínimo (uma baixa recorde) de 8,4 em setembro de 2009. Usando o método Ohl agora indica um número máximo de manchas solares de 70 ± 18 para o ciclo 24. Em seguida, usamos a forma do ciclo das manchas solares, como descrito por Hathaway, Wilson, e Reichmann e determinamos um tempo de partida para o ciclo de ajuste dos dados para produzir uma previsão do número mensal de manchas solares através do próximo ciclo. Encontramos um tempo de partida de Outubro de 2008 com o mínimo ocorrendo em dezembro de 2008 e o máximo de 89 em maio de 2013. À medida que o ciclo progride, o processo de previsão muda para dar mais peso à montagem dos valores mensais para a função de forma do ciclo. Nesta fase do ciclo 24 agora temos 50% de peso para a técnica de ajuste de curvas de Hathaway, Wilson, e Física Solar de Reichmann, 151 de 177 (1994). Essa técnica dá atualmente uma pequena incerteza (mas similares) valores para o método de Ohl. Outro indicador do nível de atividade solar é o fluxo de emissão de rádio do Sol no comprimento de onda de 10,7 cm (2,8 GHz). Este fluxo é medido diariamente desde 1947. É um importante indicador da atividade solar, pois tende a acompanhar as mudanças no ultravioleta solar que influenciam a atmosfera superior da Terra e a ionosfera. Muitos modelos da atmosfera superior usa o fluxo de 10,7cm (F10,7) como entrada para determinar densidades atmosféricas e arraste de satélites. F10,7 foi mostrado  seguir o número de manchas solares muito de perto e técnicas de previsão semelhantes podem ser usadas.