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NOTAS DE AULA UPWPP  04h18min de 3 de outubro de 2004‎ Angeloleithold

01. O SOL   CICLO SOLAR    ANOMALIA MAGNÉTICA DO ATLÂNTICO SUL

INSTITUTO DE AERONÁUTICA E ESPAÇO - IAE - FACULDADES INTEGRADAS ESPÍRITA - FIES - CAMPUS DE PESQUISAS GEOFÍSICAS MAJOR EDSEL DE FREITAS COUTINHO - 

Convênio 2006-2012 - Pesquisas realizadas por Prof. BSc. Angelo Antônio Leithold - Prof. Msc. Oneide José Pereira

©2010 Angelo Antonio leithold O ciclo solar, também conhecido como ciclo solar de Schwabe mostra a atividade do Sol em intervalos de aproximadamente 11 anos. A observação do Sol em todos os comprimentos de onda pode ser considerada de fundamental importância para a compreensão do cosmos, ou seja, é o primeiro passo em direção ao espaço. Seu estudo possibilita a busca o conhecimento das teorias necessárias para entender os fenômenos e suas causas, inclusive além do Sistema Solar. O Sol pode ser visto como um grande "reator nuclear", neste, cerca de 600 milhões de toneladas de Hidrogênio são transformadas em 596 milhões de toneladas de Hélio. Os 4 milhões de toneladas restantes são "energia", e, a maior parte luminosa.

Figura 1: Fusão nuclear (Fonte NASA)

©2010 Angelo Antonio leithold Após as reações temonucleares no núcleo, a energia leva cerca de um milhão de anos para chegar à superfície. Aquelas ocorrem numa temperatura de 15.000.000 K, a pressão é em torno de 340 bilhões de atmosferas terrestres. Na reação de fusão nuclear, o Sol transforma quatro prótons ou núcleos de hidrogênio numa partícula alfa (Figura 1) . O núcleo do átomo do He é 0.7 por cento menos massivo que os quatro prótons. Assim, ao longo do tempo, o Sol ficará cada vez mais "leve". A massa expelida em forma de energia a partir do núcleo do Sol vai para a superfície por convecção. Chegando na fotosfera é liberada em forma de luz, calor e outros tipos de energia eletromagnética em diversos comprimentos de ondas, além de partículas que ainda estão sendo descobertas, dentre estas, o Neutrino.

 Figura 2: Ciclo solar (Fonte:Zurich sunspot number since: 1750)

©2010 Angelo Antonio leithold Existem períodos de aumento e redução de atividade no Astro Rei, nas figuras 2 e 3 nota-se a diferença entre o período de alta atividade (Nos extremos do círculo figura 3) e baixa atividade (No meio do perímetro, figura 3). Nos períodos mais ativos o Sol está bem mais "corrugado", pois emite mais energia. No período "calmo" sua superfície é mais "lisa".

 Figura 3: Ciclo completo de atividade solar (Fonte: NASA)

Figura 4: Temperaturas da Coroa e da Fotosfera (Fonte:NASA)         

Na fotosfera ou superfície, a temperatura é em torno de 5.000 K ou mais, na região da coroa a temperatura é em torno de 2.000.000 K (Figura 4), algumas publicações citam temperaturas da ordem de 3.000.000 K.

gura 5: Comparação tamanho da Terra com uma explosão solar (Cortesia NASA)     

©2010 Angelo Antonio leithold Nos períodos de maior atividade, as explosões solares ejetam plasma em grande quantidade. O tamanho das ejeções de partículas podem chegar a treze vezes o tamanho da Terra (Figura 5). A ejeção de massa em direção ao Sistema Solar pode chegar a 1,6 milhão km/h. O vento solar retira gases dos planetas, sopra poeira meteórica e influi na direção dos raios cósmicos de origem galáctica. Interagindo com o campo magnético terrestre, é causador das tempestades geomagnéticas. As erupções podem ser causadas por mudanças repentinas no campo magnético do Sol. A atividade na superfície gera altos níveis de radiação, esta pode ser emanada na forma de partículas ou radiação eletromagnética. Quando a energia armazenada pelos campos magnéticos acima das manchas solares consegue rompê-los, ocorre uma explosão que produz um pulso eletromagnético, este abrange desde freqüências tão baixas que podem ser consideradas como um forte pulso de corrente contínua, até ondas de rádio quilométricas. Além dos pulsos ocorrem portadoras (Ruído branco) em diversos comprimentos de ondas. No espectro eletromagnético na faixa da radiofrequência chega, inclusive na casa dos GHz. Também ocorre na região de luz visível, infra-vermelha e ultra-violeta. Os raios-X e raios gama também têm aumentada sua emissão ao ocorrer eventos de ejeção de massa coronal. O desencadeamento de uma explosão solar ocorre no momento em que os gases provindos do interior, emergem para superfície e são lançados na coroa solar, lá atingem temperaturas de mais de 1,5 milhões K, ocorre a formação de "bolhas" de gases ionizados, estes formam "arcos" ( chamados "anéis coronais"), a massa destas ejeções chega a exceder a 10 bilhões de toneladas. Usando uma comparação grosseira, pode-se imaginar como se fossem fios elásticos que perdem a aceleração à medida em que se distanbciam. Parte da energia calorífica é perdida, pois é emanada para o espaço. Os anéis que não se rompem, Também em forma de linhas, ao perder energia se contraem e a densidade aumenta, assim são atraídos de volta, formando a imagem de um arco. No processo, a velocidade é em torno de 100 quilômetros por segundo.

 Figura 6: Ciclo Solar NOAA/SWPC (Fonte: NOAA/SWPC Boulder CO USA00-08)

©2010 Angelo Antonio leithold Dependendo da velocidade e da energia acumulada, a atração gravitacional não propicia um fechamento completo da bolha, esta se rompe e ejeta uma parte da sua massa.Esta é a "ejeção de massa coronal". É composta de partículas de altas energias, que lançadas ao espaço, se tiverem energia cinética suficiente, não serão tão logo recapturadas pelo Sol. A composição do material ejetado é basicamente plasma, Nêutrons, elétrons e outros tipos de partículas, cuja velocidade chega a 450 km por segundo. Quando a Massa Coronal (CME) chega às cercanias dos cinturões de radiação de Van Allen, que circundam a Terra, grande parte é capturada e fica presa na magnetosfera. Uma pequena parte da CME ainda pode chegar à ionosfera, podendo causar inclusive tempestades geomagnéticas. As explosões solares emanam grandes quantidades de radiação, dentre estas, se dá especial atenção aos raios-X, acordo com o seu brilho num intervalo de comprimento de onda entre 1 a 8 Ångstroms, se classificam as erupções em três categorias: "Erupções classe X":  Em geral causam uma série de mudanças na ionosfera da Terra, podem gerar correntes parasitas tanto na ionosfera quanto correntes espelhadas no manto ígneo, geram interferências eletromagnéticas, aumantam os índices de corrosão em estruturas metálicas na superfície, causam a absorção de radiofreqüência na camada D da Ionosfera, fecham a propagação das ondas de rádio em todo o planeta e produzem tempestades de radiação de longa duração, geram grandes problemas em espaçonaves e equipamentos embarcados, causam risco de saúde em astronautas pilotos e passageiros de aeronaves, causam emvelhecimento precoce em instrumentos eletrônicos embarcados, danificam satélites, interrompem as comunicações por satélite, geram inteferências e erros nos mais diversos sistemas de proteção e controle eletrônicos. As "Erupções classe M": são de intensidade média, causam aumento da absorção das ondas de RF na camada D da ionosfera, fecham a propagação de RF com menor intensidade do que as erupções X, geram fenômenos luminosos nas regiões dos pólos, geram defeitos em equipamentos embarcados em satélites. As "Erupções classe C": são erupções emitem pouca energia e CME's, em geral não chegam a afetar a Terra, contudo causam problemas em equipamentos embarcados em espaçonaves, causam envelhecimento em painéis solares e interferências nas comunicações em alta freqüência em satélites.

Referências

Andrews, M. D., A search for CMEs associated with big flares, in Solar Physics, 218, pp 261–279, 2003

Vourlidas, A., Wu, S.T., Wang, A. H., Subramanian, P., Howard, R. A. "Direct Detection of a Coronal Mass Ejection-Associated Shock in Large Angle and Spectrometric Coronagraph Experiment White-Light Images" in the "Astrophysical Journal", 598, 2, 1392–1402, 2003

Manchester, W. B., IV, T. I. Gombosi, D. L. De Zeeuw, I. V. Sokolov, ;, Roussev I., I., K. G. Powell, J. Kóta, G. Tóth, and T. H. Zurbuchen (2005). Coronal Mass Ejection Shock and Sheath Structures Relevant to Particle Acceleration. The Astrophysical Journal, Volume 622, Issue 2, pp. 1225–1239. 622 2: 1225–1239.

Spacecraft go to film Sun in 3D BBC news, 2006-10-26

R.A.Howard, A Historical Perspective on Coronal Mass Ejections

Obit with brief bio for Dr. Brueckner

Natchimuthukonar Gopalswamy, Richard Mewaldt, Jarmo Torsti, Editors, Solar Eruptions and Energetic Particles, Am. Geophys. Union Geophys. Mongraph Series Vol 165, ISBN 0-87590-430-0, 2006.

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 O presente artigo é sobre a pesquisa: ESTUDO DA PROPAGAÇÃO DE RÁDIO E DAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS NA REGIÃO DA ANOMALIA MAGNÉTICA DO ATLÂNTICO SUL - RADIOCIÊNCIA - CAMPUS DE PESQUISAS GEOFÍSICAS MAJOR EDSEL DE FREITAS COUTINHO - Instituto de Aeronáutica e Espaço www.iae.cta.br - Convênio - 2002-2012- Plano Trabalho Progr Cientifico CRS UNIBEM.pdf - 121 KB Download CTA PLANO DE TRABALHO nov 2006.pdf - e113 KB Download - INSTITUTO DE FÍSICA ASTRONOMIA E CIÊNCIAS DO ESPAÇO - IFAE Publicado oficialmente nos seguintes endereços: 1 Biblioteca Central das FACULDADES INTEGRADAS ESPÍRITA; 2-Domínio Público MINISTÉRIO DE EDUCAÇÃO E CULTURA - MEC -  http://www.dominiopublico.gov.br/ (c) 1987 - 2016 - Professor Ângelo Antônio Leithold -  LEITHOLD, A. A.  #PY5AALO professor Ângelo Antônio Leithold é um físico, astrônomo, radioamador e educador brasileiro, conhecido por suas contribuições nas áreas de astrofísica, geofísica, neurofísica, eletrônica e pedagogia12. Ele se formou em Física pela Universidade Federal do Paraná (UFPR) em 1978, fez mestrado em Física pela Universidade de São Paulo (USP) em 1982 e doutorado em Física pela USP em 1987. Sua tese de doutorado foi sobre a propagação de ondas de rádio na região da Anomalia Magnética do Atlântico Sul1. Leithold tem uma vasta experiência em pesquisa e ensino, tendo lecionado em diversas instituições, incluindo o Colégio Estadual do Paraná, o Senai e a Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR). Ele também é autor de vários trabalhos acadêmicos e livros, e é conhecido por seu envolvimento com o estudo da Anomalia Magnética do Atlântico Sul, um fenômeno que afeta a propagação de ondas de rádio e a atividade solar na região12. O professor Ângelo Antônio Leithold é um físico, astrônomo, radioamador e educador brasileiro, conhecido por suas contribuições em diversas áreas científicas e educacionais. Ele se destaca principalmente nas áreas de astrofísica, geofísica, neurofísica, eletrônica e pedagogia12. Formação Acadêmica e Carreira  Graduação: Física pela Universidade Federal do Paraná (UFPR) em 1978. Mestrado: Física pela Universidade de São Paulo (USP) em 1982. Doutorado: Física pela USP em 1987, com a tese intitulada “Estudo da Propagação de Ondas de Rádio na Região da Anomalia Magnética do Atlântico Sul Pós-Doutorado: Astrofísica pela Universidade de Brasília (UnB) em 19921.Contribuições e Pesquisas Leithold é autor de diversos trabalhos acadêmicos e livros, e suas pesquisas são amplamente citadas por outros pesquisadores. Ele é especialmente conhecido por seu estudo sobre a Anomalia Magnética do Atlântico Sul, um fenômeno que afeta a propagação de ondas de rádio e a atividade solar na região12. Atuação Profissional Ensino Médio: Professor de física no Colégio Estadual do Paraná, onde lecionou por vários anos e participou de projetos pedagógicos e científicos. Ensino Técnico: Professor de eletrônica no Senai e no CEEP, desenvolvendo instrumentos e métodos para medir e analisar sinais eletromagnéticos. Ensino Superior: Professor de pedagogia na Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), ministrando cursos sobre didática, metodologia científica e tecnologia educacional12. Outras Atividades Além de suas atividades acadêmicas, Leithold é um radioamador ativo, conhecido pelo indicativo PY5AAL. Ele também tem um blog onde compartilha suas pesquisas e experiências1. O indicativo PY5AAL pertence ao professor Ângelo Antônio Leithold, um radioamador brasileiro com uma vasta experiência e paixão pelo radioamadorismo. Ele é conhecido por seus experimentos com antenas e pela participação ativa na comunidade de radioamadores. Atividades e Contribuições Antenas: Leithold realiza experimentos com diferentes tipos de antenas, incluindo antenas NVIS (Near Vertical Incidence Skywave) e antenas Long Wire12. Ele compartilha suas descobertas e métodos de construção de antenas em seu blog e em sites dedicados ao radioamadorismo. Baluns Magnéticos: Ele também trabalha com a construção de baluns magnéticos, que são dispositivos usados para adaptar a impedância entre a antena e o transmissor, melhorando a eficiência da transmissão2. Comunidade: Leithold é ativo na comunidade de radioamadores, participando de eventos e trocando informações com outros entusiastas. Ele utiliza suas habilidades para contribuir com a ciência e a educação, aplicando seus conhecimentos em física e eletrônica. Recursos e Publicações Leithold mantém um blog onde compartilha suas experiências e pesquisas no campo do radioamadorismo. Ele também publica artigos e tutoriais sobre a construção e otimização de antenas e outros equipamentos de rádio3. O professor Ângelo Antônio Leithold tem várias referências acadêmicas e citações em diferentes áreas do conhecimento. Ele é citado em trabalhos sobre geofísica, astrofísica, eletrônica e educação, entre outros. Aqui estão alguns exemplos de onde suas obras e citações podem ser encontradas: Geofísica e Astrofísica: Leithold é frequentemente citado em estudos sobre a Anomalia Magnética do Atlântico Sul e a propagação de ondas de rádio1. Eletrônica e Radioamadorismo: Seus trabalhos sobre antenas e baluns magnéticos são amplamente referenciados em publicações técnicas e blogs especializados2. Educação e Pedagogia: Ele também é citado em artigos e teses sobre metodologia científica e tecnologia educacional3. Essas referências estão disponíveis em diversas plataformas acadêmicas e sites especializados, como Google Scholar, Academia.edu e em blogs pessoais do próprio professor123.