Desenhos de mais de 400 anos podem revelar futuro do Sol

Considerado uma figura-chave na revolução científica do século XVII, o astrônomo, astrólogo e matemático alemão Johannes Kepler é conhecido principalmente por ter formulado as leis fundamentais da mecânica celeste, que tratam do movimento dos planetas. Uma análise recente de esboços feitos por ele em 1607 sugere que o material também poderia representar um grande avanço nos estudos sobre o Sol.

Após a revolução telescópica de Galileu Galilei, que transformou a nossa compreensão da Lua e dos planetas, os astrónomos começaram a concentrar-se no Sol, um alvo mais perigoso de observar.

Embora os investigadores chineses registem manchas solares há mais de dois mil anos, foi apenas em 1610 que as observações de Thomas Harriot, Galileu e Christoph Scheiner forneceram os primeiros registos detalhados do número e localização destas manchas.

Segundo matéria publicada na revista As cartas do jornal astrofísico, entretanto, Kepler já havia feito isso antes, sem telescópio. Ele usou uma “câmera obscura”, um dispositivo usado ainda hoje para ensinar física e observar eclipses com segurança. Esta técnica permitiu-lhe ver apenas as maiores manchas solares, mas os seus registos revelaram-se inestimáveis.

Os ciclos solares sempre duraram 11 anos?

Desde 1715, observou-se que a atividade das manchas solares segue um ciclo de aproximadamente 11 anos. Este ciclo pode variar ligeiramente em duração e intensidade, mas é regular o suficiente para permitir previsões. No entanto, entre 1645 e 1715, quase não houve manchas solares, período conhecido como Mínimo de Maunder. A natureza dos ciclos solares antes desta fase ainda é debatida. Seriam semelhantes aos ciclos modernos ou diferentes?

Se os ciclos de 11 anos são a regra, isto sugere que podem desaparecer temporariamente, como no Mínimo de Maunder, mas regressar inevitavelmente. Por outro lado, se os ciclos anteriores fossem diferentes, poderia indicar que estamos vivendo uma rara fase de estabilidade solar.

A importância deste debate vai além da curiosidade científica, pois o ciclo das manchas solares está correlacionado com tempestades geomagnéticas que podem danificar satélites e redes elétricas.

Os anéis das árvores oferecem um registro da atividade solar, mas sua precisão é contestada. Uma reconstrução dos dados destes anéis sugere um ciclo de cinco anos seguido por um ciclo de 16 anos antes do Mínimo de Maunder. No entanto, outra reconstrução aponta para ciclos solares de duração normal – então em qual deles devemos confiar?

A resposta pode estar na localização da mancha solar desenhada pelo Kepler

Os esboços de Kepler entram em cena para ajudar a resolver esta questão. Produzidos com duas horas de intervalo em Praga, na República Checa, estes desenhos não oferecem um tamanho de amostra ideal, o que inicialmente levou muitos historiadores a subestimar o seu valor. Para o autor do novo estudo, Hisashi Hayakawa, da Universidade de Nagoya, no Japão, isto foi um erro.

De acordo com Hayakawa, o mais significativo nos esboços do Kepler não é apenas a detecção de uma mancha solar, mas a sua localização. As manchas solares variam não apenas em número durante o ciclo solar, mas também em posição. Eles aparecem inicialmente entre os pólos e o equador do Sol e, à medida que o ciclo avança, aproximam-se deste último.

Embora o pequeno número de manchas desenhadas pelo Kepler possa não parecer suficiente, a sua localização pode ajudar a identificar o momento do ciclo, especialmente se combinada com registos mais extensos iniciados três anos mais tarde. Para resolver isso, é necessário considerar a precisão dos esboços do Kepler e o ângulo de observação para localizar o equador e os pólos solares.

Ajustando o ângulo do equipamento do Kepler, Hayakawa e a sua equipa concluíram que os desenhos representam um grande grupo de manchas solares em baixas latitudes, o que é estatisticamente mais provável no final de um ciclo solar. Se Kepler tivesse observado novamente um ou dois anos depois, provavelmente não teria visto manchas.

Se esta interpretação estiver correta, significaria que o ciclo solar observado por Galileu e outros (conhecido como ciclo -13) tinha uma duração regular, reforçando a ideia de que os ciclos anteriores ao Mínimo de Maunder eram semelhantes aos de hoje.

“É fascinante ver como os registros históricos podem fornecer implicações científicas cruciais para os cientistas modernos, mesmo séculos depois”, disse a coautora Sabrina Bechet, do Observatório Real da Bélgica, em um declaração. “É impressionante que os registos de figuras históricas possam beneficiar a comunidade científica muito depois das suas mortes.”

Ironicamente, o telescópio espacial Kepler, que observa trânsitos de mundos distantes, também lida com manchas estelares, tal como o astrónomo desenhou uma mancha solar pensando que era Mercúrio. Embora ele tenha reconhecido seu erro em 1618, após novas observações, seu “erro” acabou fornecendo um valioso tesouro científico – e provando que não poderia haver nome mais adequado para a sonda exoplanetária da NASA.