Poderíamos ter uma enorme exibição de fogos de artifício em 2012. Algumas previsões colocam o máximo solar do Ciclo Solar 24 ainda mais enérgico do que o último máximo solar de 2002-2003 (lembra-se de todos os recordes recordes da classe X?). Os físicos solares já estão entusiasmados com o próximo ciclo e novos métodos de previsão estão sendo utilizados. Mas devemos nos preocupar?
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De acordo com um dos muitos cenários do Juízo Final, nos foi apresentado no período que antecedeu o “fim do mundo”, alimentado pela Profecia Maia, no ano de 2012, esse cenário é realmente baseado em alguma ciência. Além do mais, pode haver alguma correlação entre o ciclo solar de 11 anos e os ciclos de tempo vistos no calendário maia, talvez essa civilização antiga tenha entendido como o magnetismo do Sol sofre mudanças de polaridade a cada década? Além disso, textos religiosos (como a Bíblia) dizem que devemos um dia de julgamento, envolvendo muito fogo e enxofre. Parece que seremos assados vivos pela nossa estrela mais próxima em 21 de dezembro de 2012!
Antes de tirarmos conclusões, dê um passo atrás e pense sobre isso. Como a maioria das várias maneiras pelas quais o mundo terminará em 2012, a possibilidade do Sol explodir uma enorme erupção solar que danifica a Terra é muito atraente para os pessimistas por aí. Mas vamos dar uma olhada no que realmente acontece durante um evento de erupção solar direcionado à Terra, a Terra é realmente muito bem protegida. Embora alguns satélites possam não ser…
A Terra evoluiu em um ambiente altamente radioativo. O Sol constantemente dispara partículas de alta energia de sua superfície magneticamente dominada como o vento solar. Durante o máximo solar (quando o Sol está mais ativo), a Terra pode ter azar o suficiente para encarar o cano de uma explosão com a energia de 100 bilhões de bombas atômicas do tamanho de Hiroshima. Essa explosão é conhecida como erupção solar e cujos efeitos podem causar problemas aqui na Terra.
Antes de analisarmos os efeitos colaterais da Terra, vamos dar uma olhada no Sol e entender brevemente por que ele fica tão irritado a cada 11 anos ou mais.
O ciclo solar
Em primeiro lugar, o Sol tem um natural ciclo com um período de aproximadamente 11 anos. Durante a vida útil de cada ciclo, as linhas do campo magnético do Sol são arrastadas ao redor do corpo solar por rotação diferencial no equador solar. Isso significa que o equador está girando mais rápido que os pólos magnéticos. Enquanto isso continua, o plasma solar arrasta as linhas do campo magnético ao redor do Sol, causando estresse e acúmulo de energia (uma ilustração disso é retratada) À medida que a energia magnética aumenta, dobras na forma de fluxo magnético, forçando-as à superfície. Essas torções são conhecidas como laços coronais que se tornam mais numerosos durante os períodos de alta atividade solar.
É aqui que as manchas solares entram. À medida que loops coronais continuam aparecendo sobre a superfície, as manchas solares também aparecem, geralmente localizadas nos pontos de apoio do loop. Os loops coronais têm o efeito de afastar as camadas superficiais mais quentes do Sol (a fotosfera e a cromosfera), expondo a zona de convecção mais fria (as razões pelas quais a superfície e a atmosfera solares são mais quentes do que o interior solar são o fenômeno do aquecimento coronal) . À medida que a energia magnética se acumula, podemos esperar que mais e mais fluxos magnéticos sejam forçados juntos. É quando ocorre um fenômeno conhecido como reconexão magnética.
A reconexão é o gatilho para explosões solares de vários tamanhos. Como relatado anteriormente, explosões solares de "nanoflares" a "explosões de classe X" são eventos muito energéticos. É verdade que as maiores chamas geram energia suficiente para 100 bilhões de explosões atômicas, mas não deixe que esse número enorme o preocupe. Para começar, esse surto ocorre na baixa coroa, bem perto da superfície solar. Isso fica a quase 100 milhões de milhas (1AU). A Terra não está nem perto da explosão.
Como as linhas do campo magnético solar liberam uma quantidade enorme de energia, o plasma solar é acelerado e confinado dentro do ambiente magnético (o plasma solar são partículas superaquecidas como prótons, elétrons e alguns elementos de luz, como núcleos de hélio). À medida que as partículas do plasma interagem, os raios X podem ser gerados se as condições forem adequadas e bremsstrahlung é possível. (O Bremsstrahlung ocorre quando partículas carregadas interagem, resultando na emissão de raios-X.) Isso pode criar um reflexo de raios-X.
O problema com os raios solares de raios-X
O maior problema com um surto de raios X é que recebemos pouco aviso quando isso acontece quando os raios X viajam na velocidade da luz (um dos recordes históricos de 2003 é mostrado à esquerda). Os raios X de um surto de classe X atingirão a Terra em cerca de oito minutos. Quando os raios X atingem nossa atmosfera, eles são absorvidos na camada mais externa chamada ionosfera. Como você pode imaginar pelo nome, esse é um ambiente reativo altamente carregado, cheio de íons (núcleos atômicos e elétrons livres).
Durante eventos solares poderosos, como explosões, as taxas de ionização entre raios X e gases atmosféricos aumentam nas camadas da região D e E da ionosfera. Há um aumento repentino na produção de elétrons nessas camadas. Esses elétrons podem causar interferência na passagem de ondas de rádio pela atmosfera, absorvendo sinais de rádio de ondas curtas (na faixa de alta frequência), possivelmente bloqueando as comunicações globais. Esses eventos são conhecidos como "distúrbios ionosféricos súbitos" (ou SIDs) e se tornam comuns durante períodos de alta atividade solar. Curiosamente, o aumento na densidade de elétrons durante um SID aumenta a propagação do rádio de frequência muito baixa (VLF), um fenômeno que os cientistas usam para medir a intensidade dos raios X provenientes do sol.
Ejeções de massa coronal?
As emissões de raios solares dos raios X são apenas parte da história. Se as condições forem adequadas, uma ejeção de massa coronal (CME) pode ser produzida no local do surto (embora ambos os fenômenos possam ocorrer independentemente). As EMCs são mais lentas que a propagação de raios-X, mas seus efeitos globais aqui na Terra podem ser mais problemáticos. Eles podem não viajar na velocidade da luz, mas ainda assim viajam rápido; eles podem viajar a uma taxa de 3,2 milhões de milhas por hora (3,2 milhões de km / h), o que significa que podem chegar até nós em questão de horas.
É aqui que muito esforço está sendo colocado na previsão do clima espacial. Temos um punhado de naves espaciais entre a Terra e o Sol no Lagrangiano Terra-Sol (L1) apontam com sensores a bordo para medir a energia e a intensidade do vento solar. Se um CME passar por sua localização, as partículas energéticas e o campo magnético interplanetário (FMI) podem ser medidos diretamente. Uma missão chamada Advanced Composition Explorer (ACE) fica no L1 e fornece aos cientistas um aviso de até uma hora sobre a abordagem de um CME. O ACE se une ao Observatório Solar e Heliosférico (SOHO) e ao Observatório Solar de Relações Terrestres (STEREO), para que os CMEs possam ser rastreados da coroa inferior para o espaço interplanetário, através do L1 aponte para a Terra. Essas missões solares estão trabalhando ativamente juntas para fornecer às agências espaciais um aviso prévio de um CME direcionado à Terra.
E daí que um CME chegue à Terra? Para começar, depende muito da configuração magnética do FMI (do Sol) e do campo geomagnético da Terra (a magnetosfera). De um modo geral, se os dois campos magnéticos estiverem alinhados com as polaridades apontando na mesma direção, é altamente provável que o CME seja repelido pela magnetosfera. Nesse caso, o CME deslizará além da Terra, causando alguma pressão e distorção na magnetosfera, mas passando sem problemas. No entanto, se as linhas do campo magnético estiverem em uma configuração antiparalela (isto é, polaridades magnéticas em direções opostas), a reconexão magnética pode ocorrer na borda principal da magnetosfera.
Nesse caso, o FMI e a magnetosfera se fundirão, conectando o campo magnético da Terra ao do Sol. Isso define o cenário para um dos eventos mais impressionantes da natureza: a aurora.
Satélites em Perigo
À medida que o campo magnético do CME se conecta ao da Terra, partículas de alta energia são injetadas na magnetosfera. Devido à pressão do vento solar, as linhas do campo magnético do Sol se dobrarão ao redor da Terra, varrendo para trás o nosso planeta. As partículas injetadas no “dia” serão canalizadas para as regiões polares da Terra, onde interagem com a nossa atmosfera, gerando luz como auroras. Durante esse período, o cinturão de Van Allen também ficará “super-carregado”, criando uma região ao redor da Terra que pode causar problemas aos astronautas desprotegidos e a quaisquer satélites não blindados. Para saber mais sobre os danos que podem ser causados a astronautas e naves espaciais, confira "Doença de radiação, dano celular e aumento do risco de câncer para missões de longo prazo em Marte"E"Novo transistor pode contornar problema de radiação espacial.”
Como se a radiação do cinturão de Van Allen não fosse suficiente, os satélites poderiam sucumbir à ameaça de uma atmosfera em expansão. Como seria de esperar, como se o Sol atingisse a Terra com raios-X e CMEs, haverá inevitável aquecimento e expansão global da atmosfera, possivelmente invadindo as altitudes orbitais dos satélites. Se deixada desmarcada, um efeito de aerobraking nos satélites pode causar lentidão e queda de altitude. O aerobraking tem sido amplamente utilizado como vôo espacial ferramenta desacelerar a espaçonave ao ser inserida em órbita ao redor de outro planeta, mas isso terá um efeito adverso nos satélites que orbitam a Terra, pois qualquer lentidão na velocidade pode fazer com que ela volte a entrar na atmosfera.
Também sentimos os efeitos no solo
Embora os satélites estejam na linha de frente, se houver um forte aumento de partículas energéticas na atmosfera, também podemos sentir os efeitos adversos aqui embaixo na Terra. Devido à geração de raios X de elétrons na ionosfera, algumas formas de comunicação podem se tornar irregulares (ou ser removidas todas juntas), mas isso não é tudo o que pode acontecer. Particularmente em regiões de alta latitude, uma vasta corrente elétrica, conhecida como "eletrojato", pode se formar através da ionosfera por essas partículas que chegam. Com uma corrente elétrica vem um campo magnético. Dependendo da intensidade da tempestade solar, as correntes podem ser induzidas aqui embaixo, possivelmente sobrecarregando as redes de energia nacionais. Em 13 de março de 1989, seis milhões de pessoas perderam energia na região de Quebec, no Canadá, depois que um grande aumento na atividade solar causou um surto de correntes induzidas pelo solo. Quebec ficou paralisado por nove horas, enquanto os engenheiros trabalharam na solução do problema.
Nosso sol pode produzir um reflexo assassino?
A resposta curta para isso é "não".
A resposta mais longa é um pouco mais envolvida. Enquanto uma erupção solar vinda do Sol, voltada diretamente para nós, pode causar problemas secundários, como danos por satélite e ferimentos a astronautas e blecautes desprotegidos, a erupção em si não é poderosa o suficiente para destruir a Terra, certamente não em 2012. No futuro distante, quando o Sol começar a ficar sem combustível e se transformar em um gigante vermelho, pode ser uma época ruim para a vida na Terra, mas temos alguns bilhões de anos para esperar que isso aconteça. Pode até haver a possibilidade de vários foguetes da classe X serem lançados e, por pura má sorte, podemos ser atingidos por uma série de explosões de raios-X e CMEs, mas nenhum será poderoso para superar nossa magnetosfera, ionosfera e atmosfera espessa abaixo.
Explosões solares “assassinas” ter foi observado em outras estrelas. Em 2006, o observatório Swift da NASA viu o maior incêndio estelar já observado a 135 anos-luz de distância. Estima-se que tenha liberado uma energia de 50 milhões trilhão bombas atômicas, o II Pegasi flare terá destruído a maior parte da vida na Terra se o nosso Sol disparar raios X de um flare dessa energia em nós. No entanto, nosso Sol não é o II Pegasi. II Pegasi é uma violenta estrela gigante vermelha com um parceiro binário em uma órbita muito próxima. Acredita-se que a interação gravitacional com seu parceiro binário e o fato de o II Pegasi ser um gigante vermelho seja a causa raiz por trás desse evento energético.
Os Doomsayers apontam o Sol como uma possível fonte de destruição da Terra, mas o fato é que nosso Sol é uma estrela muito estável. Ele não possui um parceiro binário (como o II Pegasi), possui um ciclo previsível (de aproximadamente 11 anos) e não há evidências de que o nosso Sol tenha contribuído para qualquer evento de extinção em massa no passado por meio de um enorme surto direcionado à Terra. Observações solares muito grandes foram observadas (como a luz branca de 1859 Carrington) ... mas ainda estamos aqui.
Além disso, os físicos solares ficam surpresos com a falta de atividade solar no início deste 24º ciclo solar, levando alguns cientistas a especular que podemos estar à beira de outro mínimo de Maunder e de "Pequena Era do Gelo". Isso contrasta fortemente com a previsão do físico solar da NASA, de 2006, de que esse ciclo será "doozy".
Isso me leva a concluir que ainda temos um longo caminho a percorrer ao prever eventos de erupção solar. Embora a previsão do clima espacial esteja melhorando, ainda faltam alguns anos até que possamos ler o Sol com precisão suficiente para dizer com certeza o quão ativo um ciclo solar será. Portanto, independentemente da profecia, previsão ou mito, não há maneira física de dizer que a Terra será atingida por qualquer , muito menos um grande em 2012. Mesmo que um grande surto tenha nos atingido, não será um evento de extinção. Sim, os satélites podem ser danificados, causando problemas secundários, como perda de GPS (que poderia interromper o controle do tráfego aéreo, por exemplo) ou as redes de energia nacionais podem ser sobrecarregadas por eletrojatos aurorais, mas nada mais extremo que isso.
Mas espere, para contornar esse problema, os pessimistas agora nos dizem que uma grande erupção solar vai nos atinge exatamente quando o campo geomagnético da Terra enfraquece e reverte, deixando-nos desprotegidos dos estragos de uma CME ... As razões pelas quais isso não acontecerá em 2012 são dignas de seu próprio artigo. Então, veja o próximo artigo de 2012 "2012: Nenhuma reversão geomagnética“.
Principais créditos de imagem: MIT (simulação de supernova), NASA / JPL (região solar ativa em EUV). Efeitos e edição: eu mesmo.
