O vento solar , o fluxo de partículas eletricamente carregadas que emana da coroa solar, a camada atmosférica externa do Sol, representa uma ameaça à vida e à sociedade humana moderna baseada em tecnologia elétrica. O campo magnético da Terra oferece proteção contra o vento solar , desviando-o. Eventos solares drásticos , como a ejeção de massa de plasma eletricamente carregado da coroa solar, criam perturbações no vento solar . Portanto, o estudo dessas perturbações nas condições do vento solar (chamado de clima espacial ) é imprescindível. As Ejeções de Massa Coronal (EMCs), também chamadas de " tempestades solares " ou "tempestades espaciais ", estão associadas a explosões de rádio solar . O estudo dessas explosões em radiotelescópios pode fornecer informações sobre as EMCs e as condições do vento solar. O primeiro estudo estatístico (publicado recentemente) de 446 explosões de rádio do tipo IV registradas no último ciclo solar 24 (cada ciclo se refere à mudança no campo magnético do Sol a cada 11 anos) descobriu que a maioria das explosões solares de rádio do tipo IV de longa duração foram acompanhadas por ejeções de massa coronal (EMCs) e distúrbios nas condições do vento solar.
Assim como o clima na Terra é afetado pelas perturbações no vento, o clima espacial é afetado pelas perturbações no vento solar. Mas a semelhança termina aí. Ao contrário do vento na Terra, que é composto de ar, incluindo gases atmosféricos como nitrogênio, oxigênio etc., o vento solar consiste em plasma superaquecido composto de partículas eletricamente carregadas, como elétrons, prótons, partículas alfa (íons de hélio) e íons pesados, que emanam continuamente da atmosfera solar em todas as direções, inclusive na direção da Terra.
O Sol é a fonte primordial de energia para a vida na Terra, sendo, portanto, respeitado em muitas culturas como o doador da vida. Mas há também o outro lado da moeda. O vento solar, o fluxo contínuo de partículas eletricamente carregadas (ou seja, plasma) originário da atmosfera solar, representa uma ameaça à vida na Terra. Graças ao campo magnético terrestre, que desvia a maior parte do vento solar ionizante (da Terra), e à atmosfera terrestre, que absorve a maior parte da radiação restante, proporcionando assim proteção contra a radiação ionizante. Mas há mais: além da ameaça às formas de vida biológicas, o vento solar também representa uma ameaça à eletricidade e à sociedade moderna movida a tecnologia. Os sistemas eletrônicos e de computadores, as redes elétricas, os oleodutos e gasodutos, as telecomunicações, as comunicações por rádio, incluindo as redes de telefonia móvel, o GPS, as missões e programas espaciais , as comunicações via satélite, a internet, etc. – todos esses sistemas podem ser potencialmente interrompidos e paralisados por perturbações no vento solar¹ . Astronautas e espaçonaves estão particularmente em risco. Houve vários casos semelhantes no passado, como o apagão de março de 1989 em Quebec , no Canadá, causado por uma enorme erupção solar que danificou gravemente a rede elétrica. Alguns satélites também sofreram danos. Portanto, é imprescindível monitorar as condições do vento solar nas proximidades da Terra – como suas características, como velocidade e densidade, intensidade e orientação do campo magnético e níveis de partículas energéticas (ou seja, clima espacial ), impactarão as formas de vida e a sociedade humana moderna.
Assim como a previsão do tempo, o clima espacial também pode ser previsto? O que determina o vento solar e suas condições nas proximidades da Terra? É possível prever com antecedência mudanças significativas no clima espacial para que medidas preventivas sejam tomadas a fim de minimizar o impacto negativo na Terra? E, afinal, por que o vento solar se forma?
O Sol é uma bola de gás quente eletricamente carregada e, portanto, não tem uma superfície definida. A camada da fotosfera é tratada como superfície do sol porque é isso que podemos observar com a luz. As camadas abaixo da fotosfera para dentro em direção ao núcleo são opacas para nós. A atmosfera solar é composta por camadas acima da superfície da fotosfera do sol. É o halo gasoso transparente em torno do sol. Melhor vista da Terra durante o eclipse solar total, a atmosfera solar tem quatro camadas: cromosfera, região de transição solar, corona e heliosfera.
O vento solar é formado na coroa, a segunda camada (de fora para dentro) da atmosfera solar. A coroa é uma camada de plasma muito quente. Enquanto a temperatura da superfície do Sol é de cerca de 6000 K, a temperatura média da coroa é de cerca de 1 a 2 milhões de K. Chamado de "Paradoxo do Aquecimento Coronal", o mecanismo e os processos de aquecimento da coroa e aceleração do vento solar a velocidades muito altas e sua expansão para o espaço interplanetário ainda não são bem compreendidos, ² embora em um artigo recente, pesquisadores tenham buscado solucionar isso por meio de fótons de origem a áxions (a hipotética partícula elementar da matéria escura) ³.
Ocasionalmente, uma enorme quantidade de plasma quente é ejetada da coroa solar para a camada mais externa da atmosfera solar (heliosfera). Chamadas de Ejeções de Massa Coronal (EMCs), essas ejeções de plasma da coroa geram grandes perturbações na temperatura, velocidade e densidade do vento solar, bem como no campo magnético interplanetário . Essas perturbações criam fortes tempestades magnéticas no campo geomagnético da Terra . A erupção de plasma da coroa envolve a aceleração de elétrons, e a aceleração de partículas carregadas gera ondas de rádio. Consequentemente, as Ejeções de Massa Coronal (EMCs) também estão associadas a rajadas de sinais de rádio provenientes do Sol . Portanto, os estudos de clima espacial envolvem o estudo do momento e da intensidade das ejeções de plasma da coroa em conjunto com as rajadas solares associadas, que são rajadas de rádio do Tipo IV com longa duração (superior a 10 minutos).
A ocorrência de explosões de rádio nos ciclos solares anteriores (o ciclo periódico do campo magnético do Sol a cada 11 anos) em relação às Ejeções de Massa Coronal (CMEs) foi estudada no passado.
Um estudo estatístico recente de longo prazo, conduzido por Anshu Kumari et al., da Universidade de Helsinque, sobre explosões de rádio observadas no ciclo solar 24, lança mais luz sobre a associação de explosões de rádio de longa duração e frequência mais ampla (chamadas de explosões do tipo IV) com ejeções de massa coronal (EMCs). A equipe descobriu que cerca de 81% das explosões do tipo IV foram seguidas por EMCs. Cerca de 19% das explosões do tipo IV não foram acompanhadas por EMCs. Além disso, apenas 2.2% das EMCs são acompanhadas por explosões de rádio do tipo IV.
Compreender a cronologia das explosões de longa duração do tipo IV e das ejeções de massa coronal (EMC) de forma incremental ajudará no planejamento e na programação dos programas espaciais atuais e futuros , de modo a minimizar o impacto desses fenômenos nessas missões e, em última instância, nas formas de vida e na civilização da Terra.
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DOI: https://doi.org/10.29198/scieu/2102111
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Referências:
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- Rusov VD, Sharph IV, et al 2021. Solução de problema de aquecimento coronal por meio de fótons de origem axion. Physics of the Dark Universe Volume 31, janeiro de 2021, 100746. DOI: https://doi.org/10.1016/j.dark.2020.100746
- Verma PL., Et al 2014. Ejeções de massa coronal e perturbações em parâmetros de plasma do vento solar em relação com tempestades geomagnéticas. Journal of Physics: Conference Series 511 (2014) 012060. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/511/1/012060
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