Desenvolvimentos recentes na vanguarda da astronomia nos permitem observar que planetas orbitando outras estrelas têm clima. De fato, sabemos que outros planetas em nosso próprio sistema solar têm clima, em muitos casos, mais extremos do que o nosso.

Nossas vidas são afetadas por variações atmosféricas de curto prazo do tempo na Terra, e tememos que as mudanças climáticas de longo prazo também tenham um grande impacto. O termo recentemente cunhado "clima espacial" refere-se a efeitos que surgem no espaço, mas afetam a Terra e as regiões ao seu redor. Mais sutil do que o clima meteorológico, clima espacial geralmente atua em sistemas tecnológicos, e tem impactos potenciais que variam de interrupção da comunicação a falhas na rede elétrica.

A capacidade de prever o clima espacial é uma ferramenta essencial para fornecer avisos para que a mitigação possa ser tentada, e esperançosamente, em casos extremos, prevenir um desastre.

A história da previsão do tempo

Agora estamos acostumados a previsões meteorológicas em grande escala que são bastante precisas para uma escala de tempo de cerca de duas semanas.

A previsão do tempo científica teve origem há cerca de um século, com o termo "frente" sendo associado à Primeira Guerra Mundial. A previsão meteorológica é baseada em um bom conhecimento da teoria subjacente, codificados em enormes programas de computador executados nos computadores mais avançados, com grandes quantidades de dados de entrada.

Aspectos importantes do clima, como teor de umidade, pode ser medido por satélites que monitoram continuamente. Outras medições também podem ser feitas prontamente, por exemplo, por quase 2, 000 balões meteorológicos lançados todos os dias. Explorar os limites da previsão do tempo deu origem à teoria do caos, às vezes chamado de "efeito borboleta". O acúmulo de erros acarreta o limite prático de duas semanas.

Em contraste, a previsão do clima espacial só é verdadeiramente confiável com cerca de uma hora de antecedência!

Efeitos solares

A maior parte do clima espacial se origina do sol. Sua atmosfera mais externa se espalha para o espaço em velocidades supersônicas, embora em uma densidade tão baixa que o espaço interplanetário seja mais rarefeito do que o que é considerado um vácuo em nossos laboratórios. Ao contrário dos ventos da Terra, este vento solar carrega consigo um campo magnético. Isso é muito menor do que o próprio campo da Terra, que podemos detectar com uma bússola na superfície, e muito menor do que perto de um ímã de geladeira, mas pode interagir com a Terra, com um papel importante no clima espacial.

O vento solar muito fraco, com um campo magnético muito fraco, pode, no entanto, afetar a Terra em parte porque interage com uma grande bolha magnética ao redor da Terra, chamada de magnetosfera, sobre uma área muito grande, pelo menos cem vezes maior que a superfície do nosso planeta. Muito parecido com uma brisa que mal consegue mover um fio pode mover um enorme navio à vela quando pego nas velas grandes, o efeito do vento solar, por meio de sua pressão direta (como em uma vela) ou por meio de seu campo magnético interagindo com o da Terra, pode ser enorme.

Como ponto de origem, o próprio sol é uma massa fervilhante de gás quente e campos magnéticos, e sua interação é complexa, às vezes até explosivo. Os campos magnéticos estão concentrados perto das manchas solares, e produzir fenômenos eletromagnéticos como erupções solares (o nome já diz tudo) e ejeções de massa coronal. Assim como os tornados na Terra, geralmente sabemos quando as condições são favoráveis ​​para essas explosões localizadas, mas a previsão precisa é difícil.

Mesmo quando um evento é detectado, se uma grande massa de jejum, gás quente e denso é lançado em nossa direção (e tal "nuvem" por sua vez é difícil de detectar, vindo em nossa direção contra o brilho do sol), há um outro fator complicador na previsão de seu perigo.

Detectando campos magnéticos

Ao contrário do detectável, às vezes até mesmo visível, conteúdo de água na atmosfera que é tão importante na meteorologia, o campo magnético do gás ejetado do sol, inclusive em nuvens quentes e mais densas de explosões, é quase impossível detectar de longe. O efeito de uma nuvem interplanetária é bastante reforçado se a direção de seu campo magnético for oposta ao campo da própria Terra, onde atinge a barreira da magnetosfera terrestre. Nesse caso, um processo conhecido como "reconexão" permite que grande parte da energia da nuvem seja transferida para a região próxima à Terra, e se acumulam principalmente no lado noturno, apesar da nuvem bater no lado voltado para o sol.

Por processos secundários, geralmente envolvendo reconexão adicional, esta energia produz efeitos de clima espacial. Os cinturões de radiação da Terra podem ser bastante energizados, colocando em perigo astronautas e até satélites. Esses processos também podem produzir auroras brilhantes, cuja beleza esconde o perigo, uma vez que, por sua vez, produzem campos magnéticos. Um efeito gerador ocorre quando as auroras dançantes fazem os campos magnéticos variar, mas ao contrário dos geradores que produzem grande parte de nossa eletricidade, os campos elétricos das auroras não são controlados.

Os campos elétricos das auroras são pequenos, e indetectável aos sentidos humanos. Contudo, em uma região muito grande, eles podem se acumular para aplicar uma tensão considerável. É esse efeito que representa um perigo para nossa maior infraestrutura, como redes elétricas. Para prever quando isso pode acontecer, precisaríamos medir de longe o tamanho e a direção do campo magnético em uma nuvem espacial que se aproxima. Contudo, aquele campo invisível é furtivo e difícil de detectar até que esteja quase sobre nós.

Monitores de satélite

Pelas leis gravitacionais das órbitas, um satélite monitorando continuamente os campos magnéticos por medição direta deve estar localizado a cerca de 1,6 milhão de quilômetros da Terra, entre nós e o sol cem vezes mais longe. Uma nuvem magnética que causa pequenos efeitos no clima espacial geralmente leva cerca de três dias para chegar do Sol à Terra. Uma nuvem verdadeiramente perigosa, de uma explosão solar maior, pode demorar apenas um dia. Uma vez que nossos satélites de monitoramento estão relativamente próximos da Terra, só sabemos sobre a direção crucial do campo magnético, no máximo, uma hora antes do impacto. Não é muito tempo para preparar uma infraestrutura vulnerável, como redes de energia e comunicação e satélites, para melhor sobreviver.

Como as frotas de satélites necessárias para dar um melhor alerta não estão nem nas pranchetas, devemos confiar na sorte em face do clima espacial. Pode ser um pequeno consolo que o próximo máximo solar - quando a superfície do sol está mais ativa durante um ciclo e deve atingir o pico em 2025 - esteja previsto para ser ameno.

Pode ser Mark Twain quem disse "é difícil fazer previsões, especialmente sobre o futuro, "mas é certamente verdade no caso do clima espacial.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.