Observação de manchas solares a olho nu

1. Introdução

Muito se fala de observações realizadas a partir da Terra com instrumentos muito grandes, com aberturas ou diâmetros de até cinco metros. Hoje estão em funcionamento telescópios com 10 metros de abertura. Outras observações são feitas com a ajuda de satélites. Todas estas observações utilizam uma instrumentação sofisticada que está fora do alcance do astrônomo amador.

Para apreciar estas fotos e imagens, precisamos de um outro instrumento que faz parte de nós mesmos e que tem uma abertura de apenas três milímetros - menos de um centésimo da abertura dos grandes instrumentos: o olho.

Somente o olho humano nos permite admirar todas estas belezas do céu. Assim sendo, pode-se dizer, sem exagero, que o olho é o instrumento astronômico mais importante do qual nós dispomos. Através dele nós podemos ver estrelas, o Sol, a Lua, etc. Mas sem os nossos olhos, nós nem poderíamos apreciar as maravilhosas fotos feitas com os grandes instrumentos.

Durante a minha vida profissional, como engenheiro, eu viajava muito. Estava fora de casa por semanas. Não era possível levar um instrumento astronômico comigo. Assim era impossível participar de um programa de observação sistemática. Por isso comecei a procurar um programa de observação que não precisasse de instrumentação especial e que fosse possível de realizar durante as viagens. Finalmente encontrei um artigo escrito por Hans Ulrich Keller na revista ORION (número 181, dezembro 1980) da Sociedade Astronômica da Suíça.

Que manchas solares são visíveis a olho nu é um fato bem conhecido. As observações registradas (quer dizer encontradas) mais velhas vêm da China e datam de 17 séculos. Os chineses comparam os tamanhos das manchas com ameixas, tâmaras, pêssegos, pêras, nozes ou ovos de galinha. Tudo isso é comestível. Mas supor que os astrônomos chineses sempre observavam quando tinham fome certamente não é justo nem é lógico. Além disso, cada um dos objetos citados, quando postos com o braço esticado, cobrem largamente o Sol inteiro. Como funciona então a comparação? Podemos admitir com boa razão que eles comparavam o tamanho do Sol com uma bacia chinesa que tem um diâmetro de cerca de um metro. Assim estes objetos dão proporções razoáveis das manchas solares. A observação só era possível quando o Sol ficava “filtrado” pela poeira do deserto ou pela neblina.

Cada dia possível se observa o Sol. Não importa em qual momento. Assim, pode-se aproveitar a abertura nas nuvens, mesmo em tempo nublado. A observação pode ser feita de qualquer lugar: em casa, na rua, no trabalho, etc. É indispensável o uso de um bom filtro. O mais simples é um filme 35 mm preto e branco exposto e revelado. Não usar filme colorido ou vidro enegrecido com uma vela. Outro filtro possível, e muito prático, é o vidro de soldador número 14. O filtro deve ter uma densidade de aproximadamente 5. Conta-se e anota-se a quantidade de manchas visíveis, sem esquecer de anotar também ZERO quando não se vê mancha nenhuma. Assim obtém-se o número A diário. Não é necessário estimar o tamanho das manchas.

Nossa experiência ensina que a expectativa do observador inexperiente tem grande influência na detectação das manchas. Normalmente ele percebe um número bem menor do que o observador experiente. Os não habituados esperam encontrar manchas enormes, quando na verdade elas aparecem como pontinhos negros.

O tratamento estatístico das observações é muito simples. Para cada mês, uma média mensal MA é calculada dividindo-se a soma de todas as manchas do mês pelo número de observações:

As flutuações diárias e mensais são bastante grandes, de modo que um processo de alisar precisa ser adotado. Para se poder comparar esta média alisada com o número de manchas de Zürich (RZH), a média deve ser feita sobre o mesmo período de tempo, quer dizer, sobre 13 meses (R13). A seguinte fórmula foi adotada por Keller:

Comecei a observar sistematicamente o Sol com o olho nu em fevereiro de 1981. A figura 1 mostra o resultado destes 15 anos de observações feitas por mim mesmo. A linha fina dá a média mensal MA, e a linha grossa a média alisada de MA . Podemos ver três fatos interessantes:

- Em 1990/1991 passamos por um máximo secundário. Isso já havia acontecido diversas vezes. Alguns acham que este seja o verdadeiro máximo

Figura 1

4. Concordância com observações telescópicas

Comparo os meus resultados com aqueles da atual rede de Zürich, porque lá está sendo usado também o método de alisamento R13. A figura 2 mostra a correlação dos dois jogos de observação de setembro de 1986 a junho de 1989, quer dizer, do mínimo ao máximo. O fator de correlação de 0,997 é realmente surpreendente!

Correlação de A e RZH

Figura 2

set 1986 a jun 1989
MÍNIMO > MÁXIMO

FATOR DE CORRELAÇÃO = 0,997
R = 15,1 + 141,0 . A

A figura 3 mostra a correspondência do máximo até agosto de 1991 e a diminuição da atividade. A correlação é muito boa. O fator de correlação é de 0,956, mas a regressão linear é mais escarpada. Algo de incomum pode ter acontecido com o Sol.

Correlação das observações entre A e RZH

Figura 3

jun 1989 a ago 1991

FATOR DE CORRELAÇÃO = 0,956
R = 119,6 + 41,2 . A

A explicação é simples: entre o mínimo e o máximo aparecem muito mais manchas grandes que depois do máximo. Para um certo número RZH, baseado em observações telescópicas, o olho nu pode perceber menos manchas depois do máximo do que antes dele. Considerando os fatores de correlação bem altos que dão uma grande certeza aos resultados, posso afirmar com grande confiança que o último máximo de atividade solar aconteceu realmente em junho de 1989.

Correlação das observações entre A e RZH

Figura 4

ago 1991 a jun 1994

FATOR DE CORRELAÇÃO = 0,9795
R = 6,9 +188,7 . A

A figura 4 mostra a correlação dos dois conjuntos de dados de agosto de 1991 até junho de 1994.

5. A visibilidade das manchas solares

Qual é o tamanho de uma mancha solar para ser visível a olho nu? Há alguns anos atrás, o nosso grupo solar da Sociedade Astronômica Suíça conduzia um teste com vários observadores. O resultado destes testes, conduzidos por Th. Friedli e H. U. Keller, mostra que: