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 Coletar e analisar dados de regi?es de manchas solares para previs?o de uma tempestade solar.

4 horas-aula

O professor pode fazer a apresenta??o conceitual sobre manchas solares, destacando o conceito de manchas solares, proemin?ncias, erup??es solares ou eje??es de massa coronal e tempestade solar para que eles entendam o que ser? visto e analisado no decorrer da aula. Para maiores informa??es sobre esse tema recomendo o texto "Abordagem qualitativa sobre atividade solar" que est? publicado no site Astronomia, Astron?utica e Ci?ncias Espaciais na Escola.

Para realizar esta atividade, ? necess?rio um computador com acesso a internet, para cada aluno. Se n?o tiver um compudor para cada aluno, o professor pode dividir a turma em equipes de quatro integrantes onde tr?s alunos coletam os dados e um faz o relat?rio.

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Primeiro Momento:

O professor pode fazer a apresenta??o conceitual sobre manchas solares, destacando o conceito de manchas solares, proemin?ncias, erup??es solares ou eje??es de massa coronal e tempestade solar para que eles entendam o que ser? visto e analisado no decorrer da aula. Para maiores informa??es sobre esse tema recomendo o texto "Abordagem qualitativa sobre atividade solar" que est? publicado no site Astronomia, Astron?utica e Ci?ncias Espaciais na Escola.

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Segundo Momento:

O professor pode provocar curiosidade nos alunos, fazendo perguntas sobre o tema, como:

            -Voc? sabia que pode prever uma tempestade solar analisando as manchas solares?

            -Voc? sabia que isso pode ser feito a partir de um site, daqui da escola mesmo? Vamos aprender a prever o que est? para acontecer no Sol.

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No laborat?rio de inform?tica ser? utilizado o site do CACE, Centro de Atividades sobre o Clima Espacial, que pode ser acessado pelo link http://www.inf.ufrgs.br/swac-br/data.php. ? desse site que tiraremos informa??es para que no final dessa aula possamos responder: ?Ser? que, hoje, existem regi?es de manchas solares hoje que poderiam ser uma fonte de tempestades solares??

Para come?ar, entrando no site do CACE, clique em Dados ao Vivo, que est? logo abaixo da frase ?Imagem do disco cheio do sol em H-Alfa?, na parte laranja do site, como demostrado na imagem a seguir:

*Imagem do site do CACE

Ap?s isso, selecione a op??o ?Imagem do disco cheio do sol em H-alfa do Observat?rio solar Kanzelhohe?, que ? a pen?ltima op??o do menu de rolagem pequeno. Como pode ser observado na imagem a seguir:

*Imagem do site do CACE

Analisando essa imagem, procure por manchas escuras, que ? como as manchas solares aparecem no comprimento de onda H-Alfa. Responda as quest?es a seguir sabendo que o tamanho e a posi??o das manchas solares podem nos dar informa??es sobre a atividade solar, que ? capaz de produzir fulgura??es solares e eje??es de massas coronais. Quanto mais respostas positivas maiores a chance de ocorrer uma tempestade solar:

1)Voc? enxerga alguma mancha escura na superf?cie do Sol?

2)Onde est?o as manchas solares em rela??o ao equador do Sol?

3)Comparada ao tamanho da Terra, qu?o grande ? uma mancha solar? Para esta resposta, consulte a imagem em escala da Terra no canto inferior direito do Visualizador Multim?dia do Sol e da Terra (por exemplo, 3 vezes maior que a Terra).

4)H? mais de uma mancha solar?

5)Voc? enxerga grupos de manchas solares (ou seja, aglomera??es de manchas)?

 Ap?s ter respondido essas quest?es, vamos analisar outra imagem, subindo com o menu de rolagem pequeno, selecione a op??o ?IDM com n?meros, miss?o SOHO?. Como demonstrado na imagem a seguir:

*Imagem do site do CACE

O ?IDM com N?meros? mostra imagens do IDM em preto e branco obtidas com o SOHO, nas quais h? n?meros identificando cada mancha solar. A cada regi?o de mancha solar ? atribu?do um n?mero pelos cientistas, para ajud?-los a se comunicarem melhor entre si.

Use esses n?meros quando se referir ?s manchas solares nos seus relat?rios. E em uma circunfer?ncia como a que est? abaixo, o professor pode pedir para que os alunos desenhem e marquem quaisquer manchas solares numeradas que podem ser observadas nos dados.

Ap?s isso, consulte os dados ?Imageador Doppler Michelson (IDM)?, no menu  de rolagem pequeno, como demostra a imagem a seguir:

*Imagem do site do CACE

O instrumento Imageador Doppler de Michelson (Michelson Doppler Imager - IDM) na sonda SOHO pode ?detectar? a intensidade e a localiza??o dos campos magn?ticos no sol, e representar essas informa??es em imagens especiais chamadas de magnetogramas. Essas imagens demonstram a intensidade da deforma??o das linhas de campo magn?tico na fotosfera solar. Quando ?reas pretas e brancas dentro de uma regi?o observada dessa imagem estiverem nitidamente separadas, h? menos chance de ocorrer uma erup??o solar. Quando elas estiverem sobrepostas, muito pr?ximas, h? uma chance maior de ocorrer uma erup??o naquela regi?o. Em um magnetograma, ?reas brancas correspondem a regi?es de campo magn?tico norte, enquanto ?reas escuras mostram regi?es de campo magn?tico sul. A cor cinza mostra aus?ncia de campos magn?ticos. A partir desses dados podemos responder a quest?o a seguir: 

6) Voc? observa alguma regi?o em preto e branco no magnetograma? Em caso a?rmativo, tais regi?es aparecem misturadas ou claramente separadas?

Ap?s responder, selecione a op??o Imagem do ultravioleta extremo, e analise as imagens chamadas: EIT 171, 195, 284 e 304 do menu de rolagem pequeno, que est?o demonstradas na imagem a seguir:

*Imagem do site do CACE

Manchas claras nestas imagens nos dizem que h? bastante luz ultravioleta sendo emitida. Regi?es escuras mostram pouca atividade. Pode-se comparar estas quatro imagens EIT entre si e com a imagem MDI do SOHO que foi analisada anteriormente observando se os campos magn?ticos vistos no MDI ocorrem nos mesmos locais de emiss?o de luz ultravioleta. A luz ultravioleta ? invis?vel aos nossos olhos e n?o possui cor da maneira que conhecemos. Essas imagens foram coloridas artificialmente para ajudar os cientistas saber que filtro foi usado. Com essas informa??es ser? poss?vel responder:

            7) As regi?es ativas nas imagens EIT ocorrem pr?ximas ?s manchas solares? Explique.

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            Ap?s responder, selecione as imagens chamadas: Coron?grafo Espectrom?trico de Grande Campo (LASCO C2, LASCO C3) do menu de rolagem pequeno, que est?o demonstradas na imagem a seguir:

*Imagem do site do CACE

O LASCO (Large Angle and Spectrometric Coronagraph) ? capaz de obter imagens da coroa solar atrav?s do bloqueio da luz vindo diretamente do sol com um disco ocultante (o c?rculo escuro no centro da imagem), criando um eclipse artificial dentro do pr?prio instrumento. A posi??o do disco solar ? indicada nas imagens pelo c?rculo branco. Geralmente, a propriedade mais marcante da coroa s?o as faixas coronais, que aparecem como faixas radiais vistas nas imagens do LASCO. Com base nessas imagens poderemos responder:

8) Voc? observa alguma eje??o de massa coronal (EMC) deixando a superf?cie do Sol? Onde?

9) Voc? enxerga algum efeito de halo (semelhante a uma bolha) em alguma das imagens? Em caso a?rmativo, desenhe o que voc? observa no quadro que voc? desenhou as manchas. Isso pode indicar que uma tempestade est? vindo na dire??o da Terra.

10) Quanto tempo demora at? as part?culas (EMC ou fulgura??o solar) ejetadas pelo Sol afetarem a nossa magnetosfera?

Pergunta Abrangente: Com base nos dados analisados a partir dessas imagens, os alunos conseguem chegar a uma conclus?o: ?Existem regi?es de manchas solares hoje que poderiam ser uma fonte de tempestades solares?? Podendo tamb?m citar dados que justifiquem essa resposta.

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As respostas das quest?es variam conforme a situa??o do Sol no dia em que est? sendo analisado. E d?vidas que virem a surgir podem ser tiradas com a leitura do texto ?Abordagem qualitativa sobre atividade solar? que foi recomendado anteriormente, ou pelo FlipChart encontrado no seguinte link http://webeduc.mec.gov.br/nasa/materiais/FlipChart_SunspotRegions_V3.pdf.

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Terceiro Momento: 

O professor pode orientar os seus alunos a gravar videos relatando o estado do clima espacial nos instantes da aula. 

Boa noite, meu nome ? ___________________, trazendo a voc?s as Not?cias do Clima Espacial de (dia, m?s, ano). Existem regi?es de manchas solares hoje que poderiam ser uma fonte de tempestades solares? (veja os dados coletados na sua Planilha para Coleta de Dados das Regi?es das Manchas Solares e justifique sua resposta). Continuaremos a manter voc? informado sobre qualquer novidade importante. Meu nome ? _____________________, trazendo a voc?s as Not?cias do Clima Espacial de (dia, m?s, ano).

Como em uma previs?o do tempo, que vemos nos notici?rios, s? que neste caso estaremos prevendo o clima espacial.

Um modelo do formul?rio a ser entregue para os alunos pode ser encontrado no site http://www.inf.ufrgs.br/swac-br/materiais/datacollection_sunspotregion_V3.pdf.

A avalia??o poder? ser feita, pela an?lise dos formul?rios respondidos pelos alunos, verificando a justificativa para cada conclus?o feita durante a aula.

Para verificar a compreens?o do proposto nesta aula, fazer exposi??es, como uma mesa redonda, onde os alunos podem expor os dados obtidos e tirarem suas conclus?es junto com o professor e os colegas.

Outras sugest?es de avalia??o podem ser acessadas em http://webeduc.mec.gov.br/nasa/educadores/ferramentas_avaliacao.php.