A brilhante aurora boreal é capturada sobre Yukon, Canadá, durante uma tempestade geomagnética. Crédito:Joseph Bradley
Além da atmosfera da Terra, há nuvens rodopiantes de partículas energizadas - íons e elétrons - que emanam do sol. Este "vento solar" golpeia a magnetosfera, o campo de força magnética que envolve a Terra.
Da mesma forma que ventos e tempestades criam clima em nossa atmosfera, Fortes rajadas de vento solar penetrando na magnetosfera podem gerar tempestades magnéticas com poderosas correntes elétricas que podem impactar nossas vidas.
Um novo estudo da equipe da missão NASA THEMIS - liderado por Vassilis Angelopoulos, um professor de física espacial da UCLA - é o primeiro a mostrar que essas tempestades podem se originar muito mais perto da Terra do que se pensava anteriormente, sobrepondo-se às órbitas de clima crítico, comunicações e satélites GPS. As descobertas da equipe são publicadas no jornal Física da Natureza .
Tempestades magnéticas podem produzir luzes do norte deslumbrantes ou partículas perigosas em direção a espaçonaves e astronautas, tirando-os da comissão. Sob certas condições, tempestades magnéticas podem desativar a rede elétrica, interromper as comunicações de rádio e corroer pipelines, até mesmo criando aurora extrema visível perto do equador.
"Ao estudar a magnetosfera, melhoramos nossas chances de lidar com o maior perigo para a humanidade ao se aventurar no espaço:tempestades movidas pelo sol, "Disse Angelopoulos.
Um incidente que ilustra o poder dramático das tempestades magnéticas ocorreu em 1921, quando tal tempestade interrompeu as comunicações telegráficas e causou quedas de energia que resultaram em uma estação de trem da cidade de Nova York incendiada. E em 1972 os astronautas da Apollo 16 e 17 perderam por pouco o que poderia ter sido uma erupção solar letal. Esses incidentes ressaltam os perigos potenciais que devem ser avaliados à medida que mais humanos se aventuram em órbita. Se uma tempestade semelhante ocorreu hoje, um estudo separado estimado, as perdas econômicas nos EUA devido a apagões elétricos poderiam ultrapassar US $ 40 bilhões por dia.
Magnetosfera da Terra durante uma tempestade magnética. À direita, três satélites testemunharam a reconexão perto da órbita geossíncrona, onde muitos outros satélites críticos residem. O “X” vermelho identifica o local de reconexão, e as setas amarelas indicam a direção de fluxos explosivos de partículas energizadas em direção e para longe da Terra. Elétrons direcionados à Terra (mostrados em vermelho e rosa) carregam energia ao longo das linhas do campo magnético para alimentar a aurora nos pólos norte e sul da Terra. Esses elétrons energizados foram detectados por um satélite meteorológico (centro). Crédito:Emmanuel Masongsong / UCLA
Como as correntes elétricas no espaço influenciam a aurora e as tempestades magnéticas tem sido muito debatido na comunidade da física espacial. Como as tempestades ocorrem raramente e a cobertura de satélite é esparsa, tem sido difícil para os pesquisadores detectar o processo dinâmico que impulsiona essas tempestades.
Quando a energia magnética do vento solar é transferida para a magnetosfera, ele se acumula até ser convertido em calor e aceleração de partículas por meio de um processo chamado reconexão magnética. Após décadas de estudo, ainda não está claro para os pesquisadores onde exatamente a reconexão magnética ocorre durante as tempestades.
Observações recentes por vários satélites mostraram que as tempestades magnéticas podem ser iniciadas por reconexão magnética muito mais perto da Terra do que se pensava ser possível. Os três satélites da NASA THEMIS observaram reconexão magnética a apenas cerca de três a quatro diâmetros da Terra. Os pesquisadores não esperavam que isso pudesse acontecer na configuração do campo magnético comparativamente estável perto da Terra.
Mais tarde, um satélite meteorológico, que estava mais perto da Terra em órbita geoestacionária, detectou partículas energizadas associadas a tempestades magnéticas.
O satélite meteorológico provou que esta reconexão próxima à Terra estimulou a aceleração de íons e elétrons para altas energias, representando um perigo para centenas de satélites operando nesta órbita comum. Essas partículas podem danificar eletrônicos e DNA humano, aumentando o risco de envenenamento por radiação e câncer para os astronautas. Algumas partículas podem até entrar na atmosfera e afetar os passageiros das companhias aéreas.
"Somente com essas medições diretas de reconexão magnética e seus fluxos de energia resultantes poderíamos provar de forma convincente um mecanismo tão inesperado de geração de energia de tempestade, "disse Angelopoulos, quem é o autor principal do artigo. "Capturando este evento raro, mais perto da Terra do que jamais detectado, nos força a revisar suposições anteriores sobre o processo de reconexão. "
Esta descoberta acabará por ajudar os cientistas a refinar modelos preditivos de como a magnetosfera responde ao vento solar, fornecendo preciosas horas extras ou mesmo dias para preparar satélites, astronautas e a grade de energia para o próximo "grande" no espaço.
