p Erupções na superfície do Sol enviam nuvens de partículas eletricamente carregadas em direção à Terra, produzindo tempestades solares que, entre outras coisas, podem acionar a bela aurora boreal nas regiões árticas. p Mas as tempestades também podem ter um forte impacto na eficiência dos sistemas de comunicação e navegação em altas latitudes. Portanto, é importante estudar os fenômenos.

p Nova pesquisa do Espaço DTU e da Universidade de New Brunswick (Prof. Richard Langley), O Laboratório de Propulsão a Jato da NASA (Dr. Attila Komjathy) e a Universidade de Illinois (Dr. Mark D. Butala) mostram que, pelo visto, existe um mecanismo surpreendente e desconhecido em ação durante as tempestades solares. Durante tempestades solares, grandes explosões de elétrons são geralmente enviadas para a parte da atmosfera da Terra chamada ionosfera, que começa a cerca de 80 quilômetros acima da Terra.

p Este fenômeno ocorre especialmente em altas latitudes. Isso acontece porque o campo magnético criado pela erupção no Sol interfere no campo magnético da Terra. Está aberto, por assim dizer, para permitir que partículas e elétrons - que de outra forma seriam refletidos - penetrem na ionosfera.

p É um fenômeno conhecido. Mas acontece que os elétrons, ao mesmo tempo, desaparecem de grandes áreas, que não foi demonstrado anteriormente.

p "Fizemos medições extensas em conexão com uma tempestade solar específica sobre o Ártico em 2014, e aqui descobrimos que os elétrons em grandes quantidades são virtualmente limpos a vácuo de áreas que se estendem por 500 a 1, 000 quilômetros. Ocorre ao sul de uma área com grandes aumentos na densidade de elétrons, conhecidos como patches, "diz o professor Per Høeg do Espaço DTU.

p Os resultados da pesquisa foram recentemente publicados na primeira página da renomada revista científica Radio Science . A descoberta é uma peça importante no quebra-cabeça de compreensão das tempestades solares e seu impacto na ionosfera da Terra.

p É uma descoberta surpreendente que não havíamos previsto. Podemos ver que isso acontece, mas não sabemos por quê. Contudo, outros conjuntos de dados do Canadá indiretamente apoiam nossas novas observações, "diz Per Høeg.

p Mudanças dramáticas no campo magnético

p A explicação do fenômeno provavelmente deve ser encontrada nos processos geomagnéticos no campo magnético da Terra na direção oposta ao sol. A composição do campo magnético sofre mudanças dramáticas na área entre o vento solar e o campo magnético da Terra, desencadeando uma explosão poderosa de energia.

p "O precursor do fenômeno é uma erupção violenta na superfície do Sol, também conhecida como ejeções de massa coronal ou CME, onde bolhas de plasma quente e gás na forma de partículas, elétrons, e um campo magnético é lançado na direção da Terra, "diz Per Høeg.

p Como a tempestade solar geomagnética ocorreu na ionosfera sobre o Ártico em fevereiro de 2014, foi medido por meio de satélites e estações de medição terrestres. Entre outras coisas, por meio da rede GPS GNET na Groenlândia - que a DTU ajuda a executar - via estações de medição geomagnética da DTU, o sistema de navegação global GPS, e vários satélites americanos e canadenses. Assim, grandes volumes de dados da tempestade solar foram registrados.

p A pesquisa vai muito além da descoberta de que os elétrons são arrancados durante as tempestades solares. Tibor Durgonics, Aluno de doutorado na DTU Space e principal autor do novo artigo em Radio Science :

p "Existem dois aspectos desta pesquisa. Ambos podem ser usados ​​para vários fins práticos, e depois há uma parte teórica que trata de alcançar uma melhor compreensão básica desses fenômenos.

p “Nosso trabalho pode contribuir para tornar a navegação mais confiável durante tempestades ionosféricas na região do Ártico. Nossa nova pesquisa nos permitiu identificar uma série de fatores críticos que afetam a qualidade da navegação por satélite, e avaliar a probabilidade de quando esses fatores podem ocorrer. Em um nível mais teórico, descobrimos que durante tempestades solares, elétrons são removidos na ionosfera, que é o oposto do que você esperaria intuitivamente. "

p Quando o campo magnético das erupções solares atinge o campo magnético da Terra na ionosfera, seus campos de força são misturados. Consequentemente, áreas instáveis ​​- as chamadas manchas - são criadas na ionosfera da Terra, estendendo-se por grandes áreas perto do Pólo Norte. A área de manchas na calota polar pode se estender por 500 a 1, 000 quilômetros com velocidades de elétrons superiores a 1, 000 metros por segundo. Isso dá origem ao surgimento da poderosa aurora boreal e cria condições turbulentas.

p Interfere nos sistemas de navegação e comunicação

p O conhecimento sobre tempestades solares é importante, já que a comunicação com sinais aéreos via satélites e rádio desempenha um papel cada vez mais importante na sociedade. Tempestades solares podem interferir nos satélites GPS e seus sinais, fazer a comunicação de rádio falhar, e causar grandes falhas de energia.

p O risco de interrupções na ionosfera é uma das razões pelas quais não são feitos voos de rotina sobre o Ártico, embora isso encurte as viagens aéreas entre a Europa e a América. Os sinais de alta frequência usados ​​por voos comerciais sobre a Groenlândia estarão sujeitos a interferências durante tempestades solares. A capacidade de prever e levar em consideração esses tipos de condições é, portanto, importante para o futuro tráfego aéreo comercial na região. O mesmo se aplica ao tráfego marítimo no Ártico.

p O professor Per Høeg espera que o trabalho realizado no Espaço DTU - além de garantir mais conhecimento sobre o fenômeno - contribua para o desenvolvimento de sistemas de comunicação e navegação que possam levar em conta as condições durante tempestades solares para garantir voos seguros e navegação no pólo áreas de cobertura.

p A DTU Space está atualmente participando em vários projetos de pesquisa no âmbito da ESA e do programa Horizonte 2020 da UE, que desenvolvem sistemas que podem lidar com as condições do clima espacial e das tempestades solares para a aviação e o tráfego marítimo, entre outras coisas.