p O espaço interplanetário dificilmente é tranquilo. Partículas carregadas de alta energia do Sol, bem como de fora do nosso sistema solar, constantemente zunindo. Eles podem danificar os satélites e colocar em risco a saúde do astronauta - embora, felizmente para a vida na Terra, o planeta é coberto por uma bolha magnética protetora criada por seu campo magnético. Esta bolha, chamada de magnetosfera, desvia a maioria das partículas nocivas de alta energia. p No entanto, alguns se esgueiram - e na vanguarda da descoberta de como isso acontece está a missão multiescala magnetosférica da NASA, ou MMS. Novos resultados mostram que redemoinhos de plasma espacial em forma de tornado criam uma fronteira tumultuada o suficiente para permitir que as partículas deslizem para o espaço próximo à Terra.

p MMS, lançado em 2015, usa quatro espaçonaves idênticas voando em uma formação de pirâmide para dar uma olhada tridimensional no ambiente magnético ao redor da Terra. A missão estuda como as partículas se transferem para a magnetosfera, concentrando-se nas causas e efeitos da reconexão magnética - um evento explosivo onde as linhas do campo magnético se cruzam, lançando elétrons e íons do vento solar para a magnetosfera.

p Ao combinar as observações do MMS com novas simulações de computador 3-D, os cientistas foram capazes de investigar a física em pequena escala do que está acontecendo nas fronteiras da magnetosfera pela primeira vez. Os resultados, publicado recentemente em um artigo em Nature Communications , são fundamentais para entender como o vento solar às vezes entra na magnetosfera da Terra, onde pode interferir com satélites e comunicações GPS.

p Dentro da magnetosfera, a densidade do plasma espacial - partículas carregadas, como elétrons e íons - é muito menor do que o plasma externo, onde o vento solar prevalece. O limite, chamada de magnetopausa, torna-se instável quando as duas regiões de densidade diferentes se movem em taxas diferentes. Redemoinhos gigantes, chamadas ondas de Kelvin Helmholtz, formam-se ao longo da borda como ondas do mar quebrando. O limite antes suave torna-se emaranhado e comprimido, formando tornados de plasma, que atuam como vigias para o transporte de partículas carregadas do vento solar para a magnetosfera.

p As ondas de Kelvin Helmholtz são encontradas em todo o universo onde quer que dois materiais de densidade diferente se movam. Eles podem ser vistos em formações de nuvens ao redor da Terra e até mesmo foram observados em outras atmosferas planetárias em nosso sistema solar.

p Usando simulações de computador em grande escala desta mistura, realizado no Oak Ridge National Laboratory em Oak Ridge, Tennessee, no supercomputador Titan, e compará-los com as observações feitas por MMS ao passar por tal região no espaço, os cientistas conseguiram mostrar que os tornados eram extremamente eficientes no transporte de partículas carregadas - muito mais do que se pensava anteriormente. As comparações entre as simulações e as observações permitiram aos cientistas medir as dimensões exatas dos tornados. Eles descobriram que esses tornados são grandes e pequenos - chegando a 9, 300 milhas geraram tornados menores de 60 a 90 milhas de largura e mais de 125 milhas de comprimento.

p MMS mudou recentemente para uma nova órbita, voando do outro lado da Terra, longe do sol. Aqui também, continuará a estudar a reconexão magnética, mas concentre-se em como a energia e as partículas interagem dentro da magnetosfera da Terra, no rabo magnético longo. Compreender esses processos fundamentais na vizinhança da Terra ajuda a melhorar nossa consciência situacional do espaço que nos rodeia - informações cruciais à medida que se tornam cada vez mais repletas de satélites e sistemas de comunicação dos quais dependemos.