Mapa em 3D do Sol ajudará a prever tempestades solares

As tempestades solares estão associadas à atividade do Sol, como erupções solares e ejeções de massa coronal. Esses eventos liberam grandes quantidades de partículas carregadas e radiação eletromagnética no espaço. O nome que esse fluxo de partículas recebe é vento solar e quando ele chega à Terra, ele interage com o campo magnético e a atmosfera terrestre. Esse evento pode provocar auroras nos polos, interferências em comunicações e sistemas de navegação e danos a satélites e redes elétricas.

A previsão desses fenômenos é difícil porque o campo magnético do Sol é muito complexo, dinâmico e turbulento. As linhas de campo magnético se reorganizam constantemente, acumulando e liberando energia de forma não linear. Além disso, o interior do Sol não pode ser observado diretamente limitando o entendimento dos processos físicos que governam a geração e a evolução dos campos magnéticos. A falta de compreensão torna difícil antecipar quando e onde uma tempestade solar será formada.

Recentemente, pesquisadores conseguiram construir um mapa tridimensional do Sol, permitindo inferir a estrutura interna e a geometria do seu campo magnético. Esse modelo em 3D fornece uma nova forma de tentar entender como processos internos do Sol e a atividade observada em sua superfície e na coroa solar estão conectados. Com isso, torna-se possível melhorar a previsão de tempestades solares, reduzindo riscos e prejuízos para satélites, missões espaciais e sistemas de comunicação na Terra.

Campo magnético solar

O campo magnético solar é um dos processos mais complexos e dinâmicos dentro da Astronomia, assim como os campos magnéticos de outras estrelas. Isso porque essas linhas de campos magnéticos apresentam estruturas em múltiplas escalas espaciais e temporais. Ele é gerado por um dínamo magnético resultante da combinação entre rotação diferencial do Sol e movimentos do plasma em suas camadas externas. É um sistema não linear, no qual pequenas variações podem levar a mudanças maiores.

Entender a complexidade do campo magnético solar é necessária para compreender a atividade do Sol como um todo. O campo magnético solar governa a distribuição de energia e a evolução das estruturas observadas na atmosfera solar. Sua dinâmica influencia ciclos de atividade, como o ciclo solar de aproximadamente 11 anos, marcado por inversões do campo magnético global. Estudar esse ponto ajuda a confirmar modelos de comportamento do plasma solar que é usado para entender como as estrelas evoluem ao longo do tempo.

Tempestades solares

Os ventos solares são fluxos contínuos de plasma ionizado ejetados da atmosfera externa do Sol. Os ventos solares podem formar tempestades solares que são eventos associados a erupções solares e ejeções de massa coronal que interagem com o campo magnético e a atmosfera terrestre. Esses processos liberam grandes quantidades de partículas carregadas e energia eletromagnética em direção ao espaço interplanetário.

Ao atingirem a magnetosfera terrestre, o fenômeno pode induzir correntes elétricas dentro do campo magnético do planeta. Isso pode causar danos a satélites, interferências em sistemas de navegação e comunicação, degradação de painéis solares e erros em sistemas de posicionamento por GPS. Em casos mais extremos, podem afetar redes de transmissão de energia elétrica, provocando falhas ou apagões em larga escala, além de aumentar a exposição de astronautas e voos em altas latitudes à radiação.

Mapa tridimensional

Pesquisadores desenvolveram um modelo tridimensional do Sol ao simular o dínamo solar que é responsável pela geração do campo magnético. Eles conseguiram realizar isso usando 30 anos de mapas magnéticos diários que foram obtidos por satélites durante 1996 a 2025. A assimilação desses dados observacionais em um modelo 3D permitiu rastrear a evolução e o transporte dos campos magnéticos em camadas mais profundas do Sol.

Essas camadas, geralmente, são inacessíveis à observação direta e, com esse trabalho, foi possível entender o papel delas no campo magnético. O modelo foi validado ao reproduzir com precisão os ciclos solares observados nesse intervalo de quase três décadas, incluindo o deslocamento das manchas solares. Além disso, testes preditivos mostraram que o modelo é capaz de antecipar a atividade solar com até três ou quatro anos de antecedência.

Interior do Sol

O interior do Sol abriga processos físicos dominados pela dinâmica do plasma e pela interação entre rotação, convecção e campos magnéticos, que dão origem ao dínamo solar. Essa camada magnética interna é responsável por fenômenos observáveis na superfície, como manchas solares, erupções e ejeções de massa coronal. No entanto, compreender esses mecanismos é um difícil porque o interior solar é opaco à radiação eletromagnética, ou seja, é impossível de observá-lo diretamente.

Historicamente, o estudo do interior do Sol tem se baseado em modelos teóricos e numéricos que utilizam hipóteses simplificadas. Embora esses modelos tenham sido importantes para avanços iniciais, eles podem falhar em capturar a complexidade real dos campos magnéticos e do fluxo de energia no interior solar. Essa limitação é um problema porque mesmo pequenas variações podem causar grandes problemas na superfície solar.

Referência da notícia

Chatterjee et al. 2026 Probing the Large-scale Magnetic Field inside the Sun from Three Decades of Observed Surface Magnetograms The Astrophysical Journal Letters