Coletar e analisar dados de regiões de manchas solares para previsão de uma tempestade solar.

O professor pode fazer a apresentação conceitual sobre manchas solares, destacando o conceito de manchas solares, proeminências, erupções solares ou ejeções de massa coronal e tempestade solar para que eles entendam o que será visto e analisado no decorrer da aula. Para maiores informações sobre esse tema recomendo o texto "Abordagem qualitativa sobre atividade solar" que está publicado no site Astronomia, Astronáutica e Ciências Espaciais na Escola.

Para realizar esta atividade, é necessário um computador com acesso a internet, para cada aluno. Se não tiver um compudor para cada aluno, o professor pode dividir a turma em equipes de quatro integrantes onde três alunos coletam os dados e um faz o relatório.

Primeiro Momento:

O professor pode fazer a apresentação conceitual sobre manchas solares, destacando o conceito de manchas solares, proeminências, erupções solares ou ejeções de massa coronal e tempestade solar para que eles entendam o que será visto e analisado no decorrer da aula. Para maiores informações sobre esse tema recomendo o texto "Abordagem qualitativa sobre atividade solar" que está publicado no site Astronomia, Astronáutica e Ciências Espaciais na Escola.

Segundo Momento:

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

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

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

No laboratório de informática será 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. É desse site que tiraremos informações para que no final dessa aula possamos responder: “Será que, hoje, existem regiões de manchas solares hoje que poderiam ser uma fonte de tempestades solares?”

Para começar, entrando no site do CACE, clique em Dados ao Vivo, que está 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

Após isso, selecione a opção “Imagem do disco cheio do sol em H-alfa do Observatório solar Kanzelhohe”, que é a penúltima opção 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 é como as manchas solares aparecem no comprimento de onda H-Alfa. Responda as questões a seguir sabendo que o tamanho e a posição das manchas solares podem nos dar informações sobre a atividade solar, que é capaz de produzir fulgurações solares e ejeções de massas coronais. Quanto mais respostas positivas maiores a chance de ocorrer uma tempestade solar:

1)Você enxerga alguma mancha escura na superfície do Sol?

2)Onde estão as manchas solares em relação ao equador do Sol?

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

4)Há mais de uma mancha solar?

5)Você enxerga grupos de manchas solares (ou seja, aglomerações de manchas)?

 Após ter respondido essas questões, vamos analisar outra imagem, subindo com o menu de rolagem pequeno, selecione a opção “IDM com números, missão SOHO”. Como demonstrado na imagem a seguir:

*Imagem do site do CACE

O “IDM com Números” mostra imagens do IDM em preto e branco obtidas com o SOHO, nas quais há números identificando cada mancha solar. A cada região de mancha solar é atribuído um número pelos cientistas, para ajudá-los a se comunicarem melhor entre si.

Use esses números quando se referir às manchas solares nos seus relatórios. E em uma circunferência como a que está abaixo, o professor pode pedir para que os alunos desenhem e marquem quaisquer manchas solares numeradas que podem ser observadas nos dados.

Após 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 localização dos campos magnéticos no sol, e representar essas informações em imagens especiais chamadas de magnetogramas. Essas imagens demonstram a intensidade da deformação das linhas de campo magnético na fotosfera solar. Quando áreas pretas e brancas dentro de uma região observada dessa imagem estiverem nitidamente separadas, há menos chance de ocorrer uma erupção solar. Quando elas estiverem sobrepostas, muito próximas, há uma chance maior de ocorrer uma erupção naquela região. Em um magnetograma, áreas brancas correspondem a regiões de campo magnético norte, enquanto áreas escuras mostram regiões de campo magnético sul. A cor cinza mostra ausência de campos magnéticos. A partir desses dados podemos responder a questão a seguir: 

6) Você observa alguma região em preto e branco no magnetograma? Em caso afirmativo, tais regiões aparecem misturadas ou claramente separadas?

Após responder, selecione a opção Imagem do ultravioleta extremo, e analise as imagens chamadas: EIT 171, 195, 284 e 304 do menu de rolagem pequeno, que estão demonstradas na imagem a seguir:

*Imagem do site do CACE

Manchas claras nestas imagens nos dizem que há bastante luz ultravioleta sendo emitida. Regiões 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 magnéticos vistos no MDI ocorrem nos mesmos locais de emissão de luz ultravioleta. A luz ultravioleta é invisível aos nossos olhos e não possui cor da maneira que conhecemos. Essas imagens foram coloridas artificialmente para ajudar os cientistas saber que filtro foi usado. Com essas informações será possível responder:

            7) As regiões ativas nas imagens EIT ocorrem próximas às manchas solares? Explique.

            Após responder, selecione as imagens chamadas: Coronógrafo Espectrométrico de Grande Campo (LASCO C2, LASCO C3) do menu de rolagem pequeno, que estão demonstradas na imagem a seguir:

*Imagem do site do CACE

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

8) Você observa alguma ejeção de massa coronal (EMC) deixando a superfície do Sol? Onde?

9) Você enxerga algum efeito de halo (semelhante a uma bolha) em alguma das imagens? Em caso afirmativo, desenhe o que você observa no quadro que você desenhou as manchas. Isso pode indicar que uma tempestade está vindo na direção da Terra.

10) Quanto tempo demora até as partículas (EMC ou fulguração 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 conclusão: “Existem regiões de manchas solares hoje que poderiam ser uma fonte de tempestades solares?” Podendo também citar dados que justifiquem essa resposta.

As respostas das questões variam conforme a situação do Sol no dia em que está sendo analisado. E dúvidas 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.

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 é ___________________, trazendo a vocês as Notícias do Clima Espacial de (dia, mês, ano). Existem regiões de manchas solares hoje que poderiam ser uma fonte de tempestades solares? (veja os dados coletados na sua Planilha para Coleta de Dados das Regiões das Manchas Solares e justifique sua resposta). Continuaremos a manter você informado sobre qualquer novidade importante. Meu nome é _____________________, trazendo a vocês as Notícias do Clima Espacial de (dia, mês, ano).

Como em uma previsão do tempo, que vemos nos noticiários, só que neste caso estaremos prevendo o clima espacial.

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

A avaliação poderá ser feita, pela análise dos formulários respondidos pelos alunos, verificando a justificativa para cada conclusão feita durante a aula.

Para verificar a compreensão do proposto nesta aula, fazer exposições, como uma mesa redonda, onde os alunos podem expor os dados obtidos e tirarem suas conclusões junto com o professor e os colegas.

Outras sugestões de avaliação podem ser acessadas em http://webeduc.mec.gov.br/nasa/educadores/ferramentas_avaliacao.php.