Maunder Mínimo

O funk solar do século XVII foi uma raridade?

Por Robert Sanders

BERKELEY ? Um misterioso funk solar do século XVII que alguns ligaram à Pequena Era do Gelo da Europa e às mudanças climáticas globais, torna-se ainda mais um enigma como resultado de novas observações da Universidade da Califórnia, Berkeley, astrônomos.

Durante 70 anos, de 1645 até 1714, astrônomos primitivos relataram quase nenhuma atividade com manchas solares. O número de manchas solares – áreas mais frias no sol que parecem escuras contra o ambiente mais brilhante – caiu mil vezes, de acordo com algumas estimativas. Embora a atividade sobre o sol ebbs e flua hoje em um ciclo de 11 anos, não tem sido tão silenciosa desde.

Desde 1976, quando foi apontado que este longo período de baixa atividade solar, o chamado mínimo Maunder, coincidiu com a parte mais fria da Pequena Idade do Gelo na Europa e América do Norte, os astrônomos têm procurado nas proximidades estrelas parecidas com o sol por exemplos de mínimos estelares. Eles têm esperado determinar quão comuns tais mínimos são e prever o próximo mínimo solar – e talvez o próximo período de resfriamento global.

Agora, dados de um grupo de astrônomos da UC Berkeley lançam dúvidas sobre as centenas de estrelas consideradas exemplos de mínimos estelares análogos ao período de silêncio que o sol experimentou há 300 anos.

Em um cartaz a ser apresentado segunda-feira, 31 de maio, na reunião de Denver da Sociedade Americana de Astronomia, o estudante graduado da UC Berkeley Jason Wright mostra que quase todas as estrelas supostamente semelhantes ao sol exibindo atividade mínima são, de fato, muito mais brilhantes do que e significativamente diferentes do sol e, portanto, não exemplos de mínimos Maunder. Os resultados colocam em questão todos os estudos que usam essas estrelas para fazer inferências sobre a própria atividade solar e os futuros mínimos, disse Wright.

“Pesquisas com estrelas normalmente descobrem que 10 a 15% de todas as estrelas parecidas com o Sol estão em um estado inativo como o mínimo Maunder, o que indicaria que o Sol gasta cerca de 10% do seu tempo nesse estado”, disse Wright. Mas nosso estudo mostra que a grande maioria das estrelas identificadas como estrelas Maunder estão bem acima da seqüência principal, o que significa que não são nada parecidas com o Sol, mas são estrelas evoluídas ou estrelas ricas em metais como ferro e níquel”. Até hoje, não encontramos nenhuma estrela que seja inequivocamente uma estrela mínima Maunder”

“Pensamos que sabíamos como detectar estrelas mínimas Maunder, mas não sabemos”, disse ele.

A sequência principal é uma região onde estrelas normais, de queima constante se aglomeram quando plotadas em um gráfico de cor versus brilho. À medida que as estrelas envelhecem, no entanto, elas ficam mais vermelhas e mais brilhantes – tornando-se o que se chama de estrelas sub-gigantes – e se movem para cima na sequência principal. O sol tem estado na sequência principal por cerca de 5 bilhões de anos, desde que ele se estabeleceu após a fusão de hidrogênio no seu núcleo, e permanecerá lá por mais 5 bilhões de anos até começar a inchar e se tornar um sugiente.

“O fato é que ainda não entendemos o que está acontecendo no nosso sol, como os campos magnéticos geram o ciclo solar de 11 anos, ou o que causou o Maunder magnético mínimo”, disse o conselheiro de Wright, Geoffrey Marcy, professor de astronomia da UC Berkeley. “Em particular, não sabemos com que frequência uma estrela parecida com o sol cai no mínimo Maunder, ou quando o próximo mínimo ocorrerá”. Pode ser amanhã”

A queda na atividade solar no final dos séculos XVII e início do XVIII foi chamada à atenção do mundo em 1893 pelo astrônomo inglês Edward Walter Maunder, que também notou um mergulho durante o período
mesmo período na intensidade e freqüência das luzes do norte, que são causadas por tempestades no sol. Novamente, em 1976, o astrônomo John Eddy revisou várias evidências para o mínimo Maunder e concluiu não apenas que era real, mas citou um trabalho de 1961 ligando o mínimo com um período contemporâneo de resfriamento em toda a Europa, talvez devido à diminuição da saída de energia do sol. O sol, e estrelas como o sol, são mais fracos quando inativos.

A idéia de um mínimo Maunder é controversa, no entanto, porque ninguém sabe realmente o quanto as pessoas estavam observando o sol de perto em meados dos anos 1600, apenas 40 anos após a invenção do telescópio. Nenhum registro de atividade solar existe antes do mínimo Maunder, embora uma onda de atividade tenha sinalizado seu fim em 1714.

A incerteza também envolve a causa da Pequena Era do Gelo, que começou por volta de 1300 d.C. e durou várias centenas de anos. Caracterizada por invernos mais frios que o normal e verões frios em todo o Hemisfério Norte, pode ter sido causada por gases de efeito estufa e partículas lançadas na atmosfera por vulcões, ou por flutuações na saída do sol.

Muitos especialistas em clima levam o mínimo de Maunder a sério, no entanto, e os astrônomos elaboraram uma longa lista de estrelas supostamente exibindo o mesmo mergulho em atividade, como evidenciado pela diminuição da emissão do elemento cálcio na atmosfera da estrela. A atividade solar é caracterizada por fortes campos magnéticos que aquecem a atmosfera superior do sol, ou cromosfera, a cerca de 8.000 a 10.000 graus Kelvin, excitando o cálcio a emitir luz azul.

A questão, disse Wright, é se a causa da diminuição da emissão de cálcio é um mínimo estelar Maunder ou outra coisa, como a idade – as estrelas giram mais lentamente à medida que envelhecem, perdem seu dínamo magnético e não produzem mais campos magnéticos ou manchas – ou alto teor de metal. “Nós agora descobrimos que não é do mínimo Maunder”, disse ele.

“O que os astrônomos assumiram é que estrelas semelhantes ao sol passando por um funk estelar são na verdade estrelas muito, muito velhas cujos campos magnéticos se desligaram para sempre. Elas não são temporárias
maunder Minimum, mas permanentes. Elas estão mortas”, disse Marcy. “O sol estará nesse estado dentro de cerca de 4 bilhões de anos”

“Isso implica que se outras estrelas passarem por um mínimo Maunder próprio, então ou é uma ocorrência rara quase não detectada em pesquisas de atividade ou não é necessariamente indicada por baixos níveis de emissão de cálcio …”, escreveu Wright. Portanto, ele acrescentou, algum outro critério é necessário para discernir essas estrelas em uma queda estelar.

O problema com estrelas que se pensava estar em um mínimo Maunder passou despercebido porque não foi até 1998 que o satélite Hipparcos foi lançado e começou a determinar as distâncias precisas para muitas estrelas próximas. Tornou-se então possível calcular o brilho absoluto dessas estrelas, e colocá-las precisamente num gráfico de brilho de cor, conhecido como diagrama Hertzsprung-Russell.

Wright decidiu olhar sistematicamente para as estrelas mínimas Maunder depois que ele e Marcy notaram que muitas estrelas próximas aparentemente inativas eram na verdade mais brilhantes do que as estrelas da seqüência principal. Eles coletaram espectros de mais de 1.000 estrelas próximas para procurar evidências de planetas.

Na sua análise, Wright usou dados Hipparcos sobre distância para determinar o brilho absoluto de vários milhares de estrelas próximas pesquisadas não apenas pelo Programa de Busca de Planeta de Marcy e Carnegie, mas também por outros projetos, como o Projeto Mount Wilson H-K e o Projeto Phoenix. Ele observou que algumas das estrelas previamente identificadas como estrelas mínimas Maunder podem ser estrelas ricas em metal, que também queimam mais brilhante que o nosso sol e mostram menos atividade. Uma análise mais aprofundada das estrelas próximas é necessária para caracterizar essas estrelas silenciosas.

Os resultados, que foram submetidos ao Astrophysical Journal, resultaram de trabalhos apoiados pela Sun Microsystems, a National Aeronautics and Space Administration, e a National Science Foundation.

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