domingo, 1 de maio de 2016

Sobre Manchas Solares

Ricardo José Vaz Tolentino
Observatório Lunar Vaz Tolentino

A área total da superfície do Sol é 6.0877 x 1012 Km2. Porém, para se medir a área de uma mancha solar, usa-se como base o hemisfério visível do Sol, ou seja, a metade de sua superfície total.

A medida da área de uma mancha solar é expressa em milionésimos do hemisfério visível do Sol (MH). Por exemplo, se uma mancha solar ocupar 0,1% do hemisfério visível do Sol, ela terá uma área de 1.000 milionésimos (ou 1.000 MH) da superfície do disco solar visível. O valor da medida de 1.000 MH corresponde a 3.043,7 milhões de Km2 (1 MH corresponde a 3,04 milhões de Km2).

Toda a superfície do planeta Terra (510.072.000 km2) tem aproximadamente 169 milionésimos do disco solar visível (ou 169 MH). Como exemplo, uma mancha solar com cerca de 500 MH de área, poderia conter aproximadamente 3 Terras.

No caso de existir um grupo de manchas solares (conjunto), a área de cada um dos indivíduos do grupo deverá ser calculada para obtenção da área total do conjunto.

A área de uma mancha solar geralmente é calculada de forma rápida e precisa, através de computadores equipados com softwares específicos que processam e analisam as imagens do Sol e suas manchas.

Porém, de maneira analógica ou tradicional, e de acordo com o Journal of the British Astronomical Association (vol.112, no.6, p.353-356), a área de uma mancha capturada através de uma foto ou imagem do Sol, também pode ser calculada de forma manual, através da expressão matemática abaixo:






Onde:
- AM é a área da mancha solar;
- AS é a medida do tamanho da mancha solar na imagem;
- R é o raio do Sol na imagem;
- φ é a distância angular medida na foto, entre o centro do Sol e a mancha.

AS pode ser calculada na foto do Sol usando uma régua de escala quadriculada, posicionando o quadriculado por sobre a mancha e contando o número de quadrículos que cobrem a mancha, tanto na umbra (parte mais escura), quando na penumbra em volta.

Uma mancha solar que registra 1 milionésimo de área, tem uma superfície igual a 0,000001 vezes a área do hemisfério do Sol voltado para a Terra, ou seja, aproximadamente 3,04 milhões de Km2. Quando uma mancha solar atinge entre 500 e 600 milionésimos, ela torna-se visível a olho nu, utilizando óculos com filtro de proteção adequado.

A maior mancha solar registrada até hoje, ocorreu em abril de 1947. Ela tinha mais de 6.000 milionésimos do hemisfério visível do Sol ou acima de 18,2 bilhões de Km2.

As manchas solares são fenômenos temporários (podem durar dias, semanas ou meses) na fotosfera do Sol, que aparecem visivelmente como manchas escuras em comparação com regiões vizinhas. Elas podem se expandir ou contrair à medida que se movimentam aos redor da superfície da esfera solar.

As regiões das manchas solares concentram intensa atividade magnética, com diminuição de pressão das massas gasosas. Isso causa a redução da temperatura na região ativa da mancha, em relação à fotosfera circundante. Por isso, a região de uma mancha solar, torna-se menos brilhante e produz um aspecto escuro para quem observa.


Os poderosos campos magnéticos em torno de grandes manchas solares produzem regiões ativas no Sol, que muitas vezes levam a explosões solares (flares) e até à ejeções de massa coronal (EMC - liberação de plasma da corona solar, através de grandes nuvens de partículas magnetizadas, que são liberados através do vento solar). Se as manchas estiverem direcionadas para a Terra, podem alterar a ionosfera do nosso planeta, podendo ocorrer apagões de rádios (tanto transceptores/rádios de comunicação, quanto rádios comerciais emissores), interferências em satélites geoestacionários de comunicação/outros, além dos satélites do sistema de posicionamento global/navegação GPS. Caso a intensidade desse fenômeno seja muito forte, pode até causar interferências na rede elétrica, o que é mais raro.

O monitoramento da mancha solar AR 2533:

Durante 7 dias seguidos, de 20 a 26 de abril de 2016, acompanhamos a simpática mancha solar AR 2533. Seu aparecimento, no hemisfério visível do Sol, deu-se no dia 20 de abril, onde ela surgiu na região do limbo sudeste solar. A partir daí, AR 2533 foi evoluindo pouco a pouco seu tamanho, enquanto deslocava-se através da superfície do astro rei, até chegar próxima da região central do disco solar. 

AR 2533 é uma formação unitária (não um agrupamento de manchas) e apresenta classe magnética Alpha (α), ou seja, é uma mancha de polaridade única. 

Enquanto a mancha AR 2533 viajava dia a dia pelo disco solar, a dimensão da área de sua superfície evoluiu no seguinte compasso (segundo website Space Weather Live  -  https://www.spaceweatherlive.com/en/solar-activity/sunspot-regions ):

- Dia 20 de abril, dia do seu surgimento, não foi possível sua medição, devido à proximidade com o limbo solar.

- Do dia 21 ao dia 23, AR 2533 apresentou 60 MH de área. 
- No dia 24 incrementou para 80 MH. 
- No dia 25 incrementou para 100 MH e manteve-se com 100 MH de área no dia 26 (último dia do nosso acompanhamento). 

A área da superfície de AR 2533 apresentada nos dias 25 e 26 de abril de 2016 (100 MH ou 100 milionésimos do hemisfério visível do Sol) é equivalente a 304.370.000 de Km2 ou 59,7% da superfície do planeta Terra.

As fotos abaixo ilustram o surgimento e a evolução da mancha solar AR 2533, durante 7 dias seguidos (fotos com Refrator Tele Vue 85 APO e filtro Celestron OMNI 102):

As fotos abaixo mostram o deslocamento, no hemisfério visível do Sol, da mancha solar AR2533, de 22 de abril até 26 de abril de 2016 - 5 dias (fotos com o Refrator Coronado PST 40 – filtro H Alpha):

As fotos abaixo mostram a evolução da mancha solar AR 2533, de 22 de abril até 25 de abril da 2016 – 4 dias (fotos com o Refrator Sky-Watcher Equinox 100 APO e filtro Celestron OMNI 102):

As imagens abaixo, mostram 3 dos 4 telescópios refratores APO utilizados no monitoramento da mancha AR 2533 (Tele Vue 85, Coronado PST e Sky-Watcher Equinox 100):

A foto abaixo mostra toda a beleza da simpática mancha solar AR 2533 (foto com Refrator Orion EON 120 mm APO e filtro Celestron OMNI 120):

A imagem abaixo apresenta um mosaico de monitoramento da evolução e do deslocamento da mancha solar AR 2533 durante 7 dias seguidos, desde seu aparecimento (20 a 26 de abril de 2016).

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