A Terra pode sentir os efeitos de uma tempestade solar nesta semana. De acordo com o Centro de Previsão de Tempo Espacial, da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA, na sigla em inglês), dos Estados Unidos, múltiplas erupções no Sol foram identificadas entre o último domingo, 21, e a terça-feira, 23. Embora o nome seja catastrófico e remeta a tramas cinematográficas, essas perturbações são mais comuns do que as pessoas imaginam, e, ao longo do tempo, dificilmente causaram problemas tão assustadores.
O Estadão conversou com especialistas brasileiros que explicam que, de fato, o Sol passa por um pico de atividade neste ano, algo que ocorre, regularmente, a cada 11 anos. Isso não significa, porém que as tempestades sejam mais intensas, e sim que podem ocorrer com maior frequência. “2024 é um ano de máximo. O máximo anterior foi em 2013. Então é de se esperar diversas tempestades solares ao longo deste ano”, afirma Roberto Dell’Aglio Dias da Costa, professor do departamento de Astronomia do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da USP.
Na Terra, o efeito mais visível são as auroras boreais (fenômeno que provoca a mudança da cor do céu), e o que mais preocupa são as interferências em tecnologias que estamos acostumados a usar, como GPS e internet, que dependem de satélites, que são os principais afetados. É possível que atinjam linhas de transmissão de energia elétrica, com blackouts, mesmo que historicamente isso tenha ocorrido poucas vezes, além de causar efeitos na saúde de astronautas e viajantes transpolares.
O alerta para esta semana, afirmam, não é tão grave. “Me parece um alerta bem moderado pelo seguinte: eles preveem aurora boreal em latitudes altas do Canadá e do Alasca, não muito longe do normal”, fala o doutor em Física e professor da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Alexandre Zabot. “Quando a tempestade solar é muito grande, as auroras boreais começam a se aproximar e a serem visíveis do Equador. Há registro no Havaí, por exemplo.”
Como é o Sol?
Para entender melhor sobre esse fenômeno, o professor Zabot tenta desmistificar um pouco a maneira como se pensa sobre o Sol. “Em geral, as pessoas pensam nele como uma bola de gás quente estável. Na realidade, o Sol é bastante ativo e a melhor maneira de você pensar nele é como um líquido em ebulição.”
“Assim como você bota para ferver água e fica saindo aquelas bolhas na superfície da água, o Sol é um plasma e a a superfície dele é inteira nessa forma de bolhas. A superfície dele está sempre em ‘ebulição’”, completa. “Esse borbulhamento é chamado de atividade solar.”
Quem rege essa orquestra - que está mais para uma música de rock - da atividade solar é o campo magnético dessa estrela. Esse campo não é algo que visualizamos, mas, de certa maneira, entendemos ou conhecemos os seus efeitos, isto é, a força magnética. É só pensar num ímã e os movimentos de atração e repulsão que ocorrem.
As fontes dos campos magnéticos não são só imãs, mas também correntes elétricas, que é o caso do Sol. Como essa estrela é extremamente quente - a temperatura chega a atingir 5.800ºC aproximadamente na superfície - e o núcleo, de onde vem a energia dessa estrela, é muito turbulento, o campo magnético dele é muito variável, com uma inversão de polos a cada 11 anos, conforme explica Dias da Costa.
Ao contrário da Terra, que tem um campo magnético dipolar (norte e sul), que só faz essa inversão a cada milhares de anos. E isso tem a ver com o fato de que a Terra é sólida, enquanto o Sol tem no estado físico de plasma - semelhante ao gasoso, mas um gás ionizado, com elétrons a menos arrancados devido a um aumento em sua energia.
“(A inversão) gera uma tremenda confusão internamente no Sol, porque mexe com os fluxos do plasma”, fala Zabot.
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O que são as tempestades solares?
“As tempestades solares são a consequência aqui na Terra das explosões solares”, resume o professor da USP Dias da Costa. Mas como isso chega até aqui com uma distância de cerca de 150 milhões de quilômetros para percorrer?
Luís Vieira, pesquisador da Heliofísica, Ciências Planetárias e Aeronomia do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e o principal investigador da Missão Telescópio Espacial Solar Galileo (GSST), lembra que a energia do Sol saí do núcleo e é transportada até a superfície - onde ocorre aquele “borbulhamento” citado anteriormente. “E o movimento desse gás acaba gerando um fenômeno que se chama reconexão magnética.” Que, de maneira muito simples, é uma explosão, que pode ter diferentes manifestações.
Uma delas é a ejeção de massa coronal, uma bolha de plasma que pode vir em direção à Terra, assim causando a tempestade. Ela pode demorar de um até três dias para chegar até aqui. “Essas bolhas carregam uma parcela da atmosfera do Sol. É uma parcela muito bem organizada, porque o campo magnético organiza”, diz Vieira.
“Essa bolha se propaga muito rápido em relação ao ambiente, e acaba formando ondas de choque. E essas ondas de choque, muito parecido com um avião que rompe a barreira do som, empurra a massa de plasma que está na frente dela.”
Esse material que vem do Sol conduz muita eletricidade, lembra Zabot, da UFSC. Então ele pode interferir no campo magnético local e fazer oscilações do campo magnético da Terra. Aqui está o problema.”
Aurora boreal
O efeito visível das tempestades por aqui são as auroras boreais, um show de colorido exuberante. “Quando essas partículas carregadas (da massa ejetada do Sol) interagem com as moléculas de oxigênio e nitrogênio da alta atmosfera (da Terra), excitam os átomos. Partículas carregadas, prótons e elétrons, colidem com os elétrons dos átomos, e fazem os elétrons pularem de nível, e (isso) emite um fóton, que é a luz que a gente vê”, explica Dias da Costa, da USP.
São mais comuns nos polos, a depender da intensidade da tempestade, se aproxima da Linha do Equador. Em 2003, por exemplo, em um caso que ficou conhecido como as tempestades solares do Halloween, foram registradas ao sul de Texas, nos EUA, e em países mediterrâneos da Europa.
Por que isso acontece perto dos polos e não no Equador? “Não se esqueça que há o campo magnético da Terra, que protege a superfície dessa chuva de partículas carregadas. É uma espécie de guarda-chuvas eletromagnético”, fala o professor da USP.
“Como essas partículas são eletricamente carregadas, vão sendo desviadas para os polos, jogadas para os polos pelo próprio campo magnético da Terra.”
Efeito nas comunicações
É válido ressaltar que nessa história toda, somos completamente passivos. Ou seja, só conseguimos nos preparar para evitar danos. Daí vem o principal problema das tempestades solares, que podem colocar nossos meios de comunicação, principalmente os dependentes de satélite, em cheque.
“Os satélites são os mais atingidos, na verdade, porque estão muito expostos”, fala Zabot. E disso podemos pensar em danos secundários, instabilidade em sistemas de navegação, o GPS, e até na internet - a maioria de nossa conexão ainda vem de cabos, mas uma parte de satélites.
O que acontece é que a aproximação da bolha de plasma traz consigo o campo magnético, que vai interagir com o campo no qual o satélite já está. “É um problema elétrico”, fala Zabot. “O circuito elétrico de um satélite aguenta correntes elétricas de acordo com o previsto no projeto. De repente, você tem um campo magnético variável perto dele, e começa a ter correntes elétricas que a gente chama de espúrias. Vai queimar o circuito.”
Mas não pense que países gastariam tanta grana com um satélite para deixá-los vulneráveis. Caso a tempestade seja muito forte, é possível colocá-lo em stand-by, ou seja, diminuir a atividade dele ao mínimo, explica Zabot. Isso só é possível porque órgãos como o NOAAA fazem um papel de defesa civil do espaço, o que permite emitir um alerta.
Para enfrentar tempestades menos intensas, por vezes, as partes mais sensíveis do satélite, os circuitos, ficam blindados por placas, e são, até mesmo duplicadas, no caso de uma falhar.
É possível, embora historicamente haja poucos registros, de causar problemas em linhas de transmissão de energia elétrica. No final da década de 1980, a província de Quebec, no Canadá, sofreu um blackout causado por uma tempestade solar massiva.
Prejuízos à saúde humana
Estamos falando de radiação, logo, efeitos na saúde humana não desprezíveis. No entanto, esse é um problema para grupos específicos de pessoas. Podem afetar astronautas em viagem espacial e viajantes frequentes transpolares, que se aproximam de onde as auroras são frequentemente registradas, explica Vieira, do Inpe. Segundo ele, equipes que fazem esses destinos com frequência são submetidas a escalas de trabalho diferentes devido ao acúmulo de radiação.
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