A previsão de tempo no espaço, prever o tipo de partículas energéticas que o Sol vai jogar na gente, está anos atrás da previsão do tempo na Terra. Como o físico solar Scott McIntosh colocou, “nosso modelo atual de previsão do tempo espacial é meio ‘ah, não, aconteceu uma mancha solar oito minutos atrás, agora precisamos descobrir o que vai acontecer’”. É uma vergonha não sermos melhores em prever o tempo no espaço, já que isso pode estragar satélites e até equipamentos eletrônicos aqui na Terra.
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Novas observações dirigidas por McIntosh, diretor do High Altitude Observatory no National Center for Atmospheric research (NCAR), podem mudar isso. De 2010 a 2013, McIntosh e seu time usaram um trio de satélites para observar a superfície solar inteira de uma vez, pela primeira vez. Eles observaram conforme as enormes manchas magnéticas se moveram ao redor do sol, fazendo a primeira real observação de um comportamento que muitos cientistas esperavam ver. Espera-se que as chamadas ondas de Rossby que o time observou nos deem uma nova ferramenta útil para prever os eventos no Sol, com vários dias de antecedência.
“A Terra tem esses fluxos de interfaces de massas de ar”, afirmou McIntosh, cujas descobertas foram publicadas no Nature Astronomy, ao Gizmodo. “Nós achamos que existe um comportamento similar acontecendo no interior do Sol e que o ciclo de manchas solares é uma manifestação disso.”
As ondas de Rossby são um resultado de planetas girando com uma topografia variável e massas de ar em movimento. O clima nos EUA é governado por massas de ar polar e massas de ar tropical, com a corrente de jato, um fluxo de ventos soprando do leste a alguns quilômetros da superfície, marcando a fronteira. Limites naturais como montanhas fazem a corrente de jato desviarem para o norte e para o sul, criando ondas de Rossby. A Terra gira mais rápido no equador do que nos pólos, pelo mesmo motivo que o seu corpo giraria se você deitasse perpendicularmente em duas esteiras que se movem em diferentes velocidades.
O time de McIntosh encontrou um comportamento similar no Sol, mas com atividade magnética ao invés de massas de ar. Eles fizeram essa descoberta ao observar como as regiões mais claras do Sol se movem. Conjuntos individuais de manchas claras, como os redemoinhos de massa de ar causados pelas ondas de Rossby na Terra, pareciam lentamente desviar do leste para o oeste, conforme grupos desses conjuntos se moviam na direção oposta. Você pode pensar nos grupos de conjuntos como um trem viajando em uma direção, e os conjuntos individuais como passageiros correndo dentro do trem na direção oposta.
Cientistas solares têm discutido sobre esses resultados já há algum tempo, e diversos especialistas disseram ao Gizmodo que a observação é uma grande coisa. “Existem diversos trabalhos anteriores defendendo a observação de ondas de Rossby magnéticas no Sol, mas nós não tínhamos provas”, além de uma pesquisa disputada de 2000, disse Teimuraz Zaqarashvili, pesquisador do Instituto de Pesquisa Espacial em Graz, na Áustria. “Depois dessa pesquisa, nós temos provas sólidas de que as ondas de Rossby existem no Sol. Essa é uma importante descoberta.”
Outros ficaram menos convencidos. “É um efeito interessante, e as ondas de Rossby são uma possibilidade”, Jeff Kuhn, professor do Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí, disse ao Gizmodo. “Parte do problema é que o efeito é só meio que detectável” nos gráficos que o time de McIntosh usou. É um sinal fraco que apenas levemente se distingue de comportamento aleatório. Kuhn notou que as ondas podem ser um sinal da desaceleração rotacional que ele recentemente discutiu com o Gizmodo.
O que causaria essas ondas de Rossby magnéticas? “Ondas de Rossby são observadas em atmosferas planetárias parcialmente por causa de interação do fluido que compõe a atmosfera com a Terra”, Mitzi Adams, astrônomo solar da NASA, disse ao Gizmodo. “No Sol, obviamente, não existe superfície sólida” com a qual as camadas externas possam interagir. As ondas, Adams sugere, podem resultar da interação da camada externa do Sol interagindo com a camada de baixo, mas os cientistas precisam de mais modelos para ter certeza.
Kuhn e Adams ambos concordam que precisamos de mais dados. Infelizmente, isso não será possível por um bom tempo. A chave para fazer uma observação como essa foi o Earth-orbiting Solar Dynamics Observatory, além dos satélites STEREO que circulam o Sol, que permitem aos cientistas observar o Sol de todos os lados ao mesmo tempo. Mas a NASA perdeu contato com o STEREO-B, o satélite do outro lado do Sol, em 2014. Recuperaram o contato com ele durante um breve espaço de tempo em 2016, mas não conseguiram contato com ele desde então (apesar de continuarem tentando).
Isso não impediu o time de McIntosh de fazer e testar previsões sobre as atividades solares usando suas observações e teorias. Eles acham que essa ondas de Rossby podem ser usadas para prever o aparecimento de futuras manchas solares e o aumento dos níveis de atividade solar, que pode levar a uma leve melhora da previsão de tempo espacial aqui na Terra. Uma pesquisa aceita para publicação no The Astrophysical Journal (pode ser vista antes da publicação aqui) demonstra que McIntosh e seus colegas previram com sucesso algumas atividades magnéticas do Sol publicadas vários anos atrás. Seu novo trabalho também prevê o comportamento do ciclo solar 25, o novo ciclo em um padrão de atividade magnética solar que se repete a cada 11 anos e que deve começar de novo em 2019.
Aparentemente, as previsões do tempo solar de McIntosh envolvendo as ondas de Rossby parecem de fato estar funcionando.
“Até agora, tudo está se comportando exatamente da forma como esperávamos”, McIntosh disse, notando que seu time corretamente alertou sobre erupções solares e previu que o ciclo atual do Sol teria menos delas do que a média. “Nós dissemos que veríamos uma baixa solar em breve e que novas manchas solares iriam aparecer em 2019. Tudo parece estar correndo perfeitamente de acordo”, ele disse. “Mas se nós tivemos sorte ou estamos de fato rastreando alguma coisa, não somos nós que vamos dizer.”
Os resultados levantam diversas outras implicações além de previsão de tempo espacial. As ondas de Rossby no Sol podem significar que outras estrelas têm conjuntos temporários de áreas mais claras que viajam pela sua superfície regularmente. “Alguém pode confundir uma estrela com ondas de Rossby com um planeta a alguma distância”, disse Orkan Umurhan, um cientista pesquisador da NASA Ames Research Center. Ele apontou que alguns dos exoplanetas distantes que os cientistas catalogaram podem, na verdade, ser apenas ondas de Rossby nessas estrelas. “Vai chamar muita atenção dos astrônomos também por esse motivo.”
O último fim é usar essas observações para prever manchas solares e erupções no comportamento do Sol com mais de algumas horas de distância, permitindo à NASA rotacionar os satélites para minimizar os danos, ou nos ajudar a nos preparar para possíveis quedas de energia. McIntosh vai continuar fazendo previsões, esperando que elas se cumpram. Ele está confiante de suas observações, mas definitivamente precisa de mais dados, e, para isso, de mais satélites. “Eu tenho trabalhado nisso há 30 anos, mas isso não quer dizer que esteja certo”, ele disse.