Uma equipe liderada pela Universidade do Colorado em Boulder descobriu o mecanismo por trás do início repentino de um "termostato natural" na atmosfera superior da Terra que resfria dramaticamente o ar após ter sido aquecido por violenta atividade solar.

Os cientistas sabem que erupções solares e ejeções de massa coronal (CMEs) - que liberam plasma eletricamente carregado do sol - podem danificar satélites, causar quedas de energia na Terra e interromper o serviço GPS. Os CMEs são poderosos o suficiente para enviar bilhões de toneladas de partículas solares gritando em direção à Terra a mais de 1 milhão de milhas por hora, disse CU Boulder Professor Delores Knipp do Departamento de Ciências de Engenharia Aeroespacial.

Agora, Knipp e sua equipe determinaram que, quando esses poderosos CMEs saem do sol e se dirigem para a Terra, eles criam ondas de choque muito parecidas com as aeronaves supersônicas que criam estrondos sônicos. Enquanto as ondas de choque dos CMEs derramam energia na atmosfera superior da Terra, inflando e aquecendo, eles também causam a formação do óxido nítrico químico traço, que então esfria e encolhe rapidamente, ela disse.

"A novidade é que determinamos as circunstâncias em que a alta atmosfera entra nesse modo de quase super-resfriamento após aquecimento significativo, "disse Knipp, também membro do Colorado Center for Astrodynamics Research de CU Boulder. "É um pouco como ter um termostato travado - é realmente um caso da natureza se controlando."

Knipp fez uma apresentação na reunião de outono de 2016 da American Geophysical Union, realizada em San Francisco de 12 a 16 de dezembro. A apresentação estava ligada a um próximo artigo que está programado para ser publicado no jornal Clima Espacial .

Tempestades solares podem causar mudanças dramáticas nas temperaturas da alta atmosfera, incluindo a ionosfera, que varia de cerca de 30 milhas de altitude a cerca de 600 milhas de altura - o limite do espaço. Enquanto o material CME colidindo com a atmosfera da Terra pode causar picos de temperatura de até 750 graus Fahrenheit, o óxido nítrico criado pela infusão de energia pode posteriormente resfriá-lo em cerca de 930 F, disse Knipp.

A chave para resolver o mistério veio quando Knipp estava revisando dados de satélite de uma forte tempestade solar que atingiu a Terra em 1967. "Encontrei um gráfico enterrado em um manuscrito há muito esquecido, "ela disse." Finalmente me sugeriu o que realmente estava acontecendo. "

Como a atmosfera superior se expande durante os CMEs, satélites em órbita baixa da Terra são forçados a se mover através de partículas gasosas adicionais, fazendo com que experimentem mais resistência. O arrasto do satélite - uma grande preocupação do governo e das empresas aeroespaciais - causa decadência nas órbitas das espaçonaves, que posteriormente queima na atmosfera.

Como parte do novo estudo, Knipp e seus colegas compararam dois conjuntos de dados de satélite de 15 anos. Um era do Sounding of the Atmosphere usando o instrumento Broadband Emission Radiometry (SABRE) montado no satélite TIMED da NASA. A outra foi a partir de dados coletados por satélites do Departamento de Defesa dos EUA.

"Descobrimos que o material mais rápido fluindo do sol estava desencadeando essas ondas de choque, fazendo com que a atmosfera suba e aqueça, "disse ela." Mas ficou muito claro que essas ondas de choque estavam na raiz da criação do óxido nítrico, o que fez com que a atmosfera liberasse energia e esfriasse. "

O SABRE vem coletando dados sobre o óxido nítrico na atmosfera desde seu lançamento em 2001, seguindo na esteira de outro satélite de medição de óxido nítrico conhecido como o Student Nitric Oxide Explorer (SNOE). Lançado em 1998, SNOE envolveu mais de 100 alunos da CU Boulder, principalmente alunos de graduação, na sua concepção e construção. Uma vez em órbita, A SNOE foi controlada por alunos no campus 24 horas por dia durante quase seis anos.

Tempestades geomagnéticas tiveram impactos severos na Terra. Uma tempestade de 1989 causada por um CME resultou no colapso do sistema de transmissão de eletricidade da Hydro-Quebec, fazendo com que seis milhões de canadenses perdessem o poder. Em 1859, uma tempestade solar chamada Evento Carrington produziu auroras do Pólo Norte à América Central e interrompeu as comunicações telegráficas, até mesmo provocando incêndios em escritórios de telégrafo que causaram várias mortes.