NOAA: como os cientistas podem prever as erupções solares?

IMAGEM: Solar flare capturada em 04 de novembro de 2003 pelo observatório SOHO. Trata-se de uma explosão solar gigantesca da classe X-40. (Crédito: NASA)

Por décadas os especialistas têm procurado por sinais no Sol que poderiam indicar pistas para incrementar a previsão da ocorrência de erupções solares (solar flares — poderosas explosões de energia solar que podem supercarregar eletricamente a alta atmosfera terrestre e danificar satélites e eventualmente nos perturbar pois cada vez mais dependemos destas tecnologias).

Agora, um time de cientistas do Space Weather Prediction Center da NOAA informa ter encontrado uma técnica para prever as erupções solares (solar flares) dois a três dias antes da ocorrência, como uma precisão inédita.

IMAGEM: previsões do clima espacial são realizadas no Space Weather Prediction Center, da NOAA, em Boulder, Colorado (Crédito: NOAA)

A pista que permite a previsão está associada às mudanças nos campos magnéticos sob a superfície solar nos dias anteriores ao da explosão solar. As descobertas serão publicadas em fevereiro de 2010 no Astrophysical Journal Letters.

“Por enquanto, nós podemos dizer com antecedência de 2 a 3 dias quando e onde a erupção solar irá ocorrer e qual será sua magnitude”, disse a cientista líder da pesquisa Alysha Reinard. Alysha é astrofísica solar que trabalha para o Space Weather Prediction Center da NOAA e para a Cooperative Institute for Research in the Environmental Sciences, uma colaboração entre a NOAA e a Universidade do Colorado.

IMAGEM: Este diagrama mostra como os campos magnéticos retorcidos sob a superfície solar irrompem em uma enorme erupção solar (Crédito: NSF)

Dobro da precisão

A nova técnica tem praticamente o dobro da precisão em relação aos métodos anteriores utilizados e espera-se que a qualidade da previsão seja incrementada com o desenvolvimento e refinamento dos trabalhos nesta área nos próximos anos. Com esta técnica, avisos preventivos e confiáveis serão já possíveis antes do próximo máximo solar, onde o número de manchas solares cresce consideravelmente, previsto para 2013. Anteriormente, os cientistas que trabalham na previsão do clima espacial viam as regiões com manchas solares e disparavam alertas sobre possíveis erupções solares a ocorrer, mas seus avisos eram imprecisos, não sabiam ao certo ‘onde-e-quando’ estes eventos surgiriam.

IMAGEM: este diagrama de uma região explosiva solar, baseada em dados do satélite RHESSI mostra os componentes básicos de uma região eruptiva. As fontes suaves (soft X-ray sources) de raios-X são regiões dentro do loop magnético onde o plasma a 100.000º C produz raios-X de baixa energia, detectados pelo satélite RHESSI. As fontes mais fortes (hard X-ray sources) de raios-X contêm plasma aquecido em temperaturas na faixa de milhões de graus. Nestas regiões os jatos ou correntes de prótons e elétrons acelerados colidem com o plasma gerando raios-X. A fonte destas torrentes iônicas está no “local de liberação energética” (‘Energy release site’) onde os campos magnéticos são destruídos e reconstruídos, liberando enormes quantidades de energia magnética armazenada. (Crédito: NASA)

As ‘erupções solares’ ou ‘clarões solares’ ou ainda ‘fulgurações solares’ (solar flares) são explosões repetidas de energia e luz geradas a partir dos intricados campos magnéticos das manchas solares. Durante um ‘clarão solar’ os fótons viajam a velocidade da luz em direções diversas pelo espaço chegando ao nosso planeta, que dista cerca de 150 milhões de quilômetros do Sol, em apenas 8 minutos.

Assim, rapidamente os fótons podem afetar, por exemplo, os satélites na órbita-alta do sistema GPS (Global Positioning System), podendo criar atrasos ou desvios em posições tanto quanto a metade de um campo de futebol, prejudicando diversos empreendimentos que dependem diretamente do sistema, tais como: a agricultura de alta precisão, a perfuração na busca de petróleo, operações aéreas tanto militares quanto comerciais, navegação, transações comerciais e outras funções críticas que se baseiam na precisão do GPS.

“Dois a três dias de avanço pode fazer a diferença entre conseguirmos proteger as tecnologias avançadas nas quais dependemos no dia-a-dia em nossas vidas e a perda catastrófica dessas capacidades com perdas financeiras incalculáveis na interrupção dos serviços e comercio”, disse Thomas Bogdan, diretor do Space Weather Prediction Center da NOAA.

IMAGEM: Explosão solar de 14 de julho de 2000, classe X-5, conforme observatório SOHO (Crédito: NASA)

Reinard e Justin Henthorn da University de Ohio trabalharam com mapas de mais de 1.000 grupos de manchas solares, denominadas ‘regiões ativas’. Estes mapas foram construídos a partir de dados de ondas sonoras solares provenientes do National Science Foundation’s Global Oscillation Network Group.

Reinard and Henthorn encontraram o mesmo padrão em cada uma das regiões analisadas: o campo magnético retorcido foi espremido até o ponto de ruptura, liberando um clarão enorme que depois desaparece. Este comportamento estabeleceu um padrão confiável para a previsão de erupções solares. “Estas movimentações recorrentes no campo magnético em atividade sob a superfície invisível do Sol são as pistas que necessitávamos para saber se uma larga explosão está a caminho e quando surgirá”, disse Reinard.

O lançamento do observatório solar SDO

Outra boa notícia sobre o Sol é que a NASA planeja lançar uma nova sonda, a Solar Dynamics Observatory (SDO), para fazer as observações solares mais detalhadas jamais realizadas e para compreender complexa meteorologia e as tempestades solares.

Assim, enquanto os astrônomos observam estrelas cada vez mais longínquas, alguns cientistas continuam a observar melhor a estrela mais próxima.

“O Sol muda cada vez que o vemos, ele nunca é o mesmo,” disse Dean Pesnell, cientista do projeto SDO do Centro Aeroespacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland, EUA.

Os cientistas esperam que os dados desta sonda os ajudem no conhecimento das mudanças no campo magnético do Sol, que se torna mais e menos ativo ao longo do seu ciclo de 11 anos, libertando protuberâncias gigantescas de partículas carregadas que podem avariar a tecnologia terrestre em órbita.

A sonda de 808 milhões de dólares será lançada em 9 de fevereiro de 2010, a bordo de um foguete Atlas V, na base da NASA em Cabo Canaveral, Flórida.

Aqui na Terra nós estamos protegidos destas partículas carregadas, o vento solar, graças a magnetosfera terrestre, que as afasta. Mas durante uma tempestade solar, alguns destes devastadores ataques podem excepcionalmente chegar ao solo, provocando perturbações nos sistemas de navegação por satélite, às comunicações por rádio, às redes elétricas e a outros sistemas.

“O nosso Sol afeta a nossa vida cada vez mais, à medida que ficamos cada vez mais dependentes dessa tecnologia,” afirmou Pesnell.

Os dados da SDO vão ajudar a melhor prever as protuberâncias solares, com o objetivo de evitar os danos. Além disto, estas previsões serão particularmente importantes quando os seres humanos começarem a viajar de volta à Lua ou até Marte, onde não existe um escudo magnético para protegê-los tanto no espaço quanto no solo destes mundos (Lua e Marte não têm magnetosfera).

IMAGEM: Número de fotos do Sol que o SDO vai gerar a cada minuto.

O observatório espacial SDO contém três instrumentos para capturar imagens do Sol em oito faixas de comprimentos de onda, a cada 10 segundos. Os dados serão usados para estudar o processo que gera o campo magnético do Sol, o ‘dínamo solar’.

“A compreensão do dínamo e a habilidade de prever seu comportamento, é o ‘Santo Graal’ da física solar,” acrescentou Madhulika Guhathakurta, cientista do programa SDO na sede da NASA em Washington, D.C.

Após alcançar órbita terrestre, a SDO fará alguns testes, e provavelmente será capaz de enviar os seus primeiros dados científicos já em 60 dias após o lançamento. Os cientistas do projeto dizem que a SDO vai revolucionar o nosso conhecimento da física solar, ao longo da sua missão com duração estimada em cinco anos.

Fontes

1. NOAA (National Oceanic and Atmosferic Admnistration): NOAA Scientist Finds Clue to Predicting Solar Flares
2. HiNODE multimedia resources library
3. Space.com: New Space Telescope to Target Sun Storms por Clara Moskowitz

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