Embora o campo magnético da Terra nos proteja do vento solar e do clima espacial, ele nem sempre oferece proteção completa. Pesquisadores descobriram um novo mecanismo no ambiente espacial da Terra que pode permitir que partículas solares passem pela primeira linha de defesa do planeta.
A interação constante entre o campo magnético da Terra e as partículas supersônicas do Sol às vezes resulta em jatos de plasma em pequena escala que podem enfraquecer a proteção da barreira contra os efeitos do clima espacial, que não apenas produzem auroras gloriosas, mas também podem causar interrupções nas redes elétricas e nas comunicações por satélite.
Publicando na Nature Communications, pesquisadores do KTH Royal Institute of Technology em Estocolmo identificaram e explicaram o mecanismo pelo qual esses jatos de alta pressão ocorrem quando a velocidade do vento solar supersônico é atenuada pelo choque da magnetosfera da Terra.
O autor principal Savvas Raptis, estudante de doutorado na KTH, diz que os resultados podem ser aplicados universalmente. “As descobertas podem ser fundamentais em choques”, diz Raptis. “Eles também podem existir em outros ambientes de plasma semelhantes, que podem ser encontrados em todo o universo, de objetos astrofísicos a outros planetas, bem como aqui na Terra”.
À medida que o plasma viaja em velocidade supersônica em direção à Terra, ele colide com o campo magnético – que emana do núcleo do planeta – e desacelera abruptamente, formando um choque de arco. Além deste ponto encontra-se uma zona de transição conhecida como bainha magnética. É aí que o plasma comprimido e aquecido permanece relativamente uniforme na maior parte, mas onde as ondas e partículas a jusante e a montante interagem e evoluem – às vezes dando lugar a novos fenômenos. Uma consequência dessa dinâmica é a formação de jatos com pressão dinâmica maior que a do próprio vento solar.
Usando os instrumentos a bordo dos quatro satélites Magnetospheric Multiscale Mission (MMS) da NASA, os pesquisadores acompanharam a formação desses jatos a jusante do choque do arco e traçaram sua origem como uma consequência direta da evolução das ondas a montante e da reforma do choque do arco, diz Raptis.
Raptis diz que focar em pesquisas em pequena escala é necessário para entender os detalhes de como o ambiente espacial da Terra está configurado. “A maioria das pesquisas nas últimas décadas se concentrou nas mudanças em grande escala causadas por fenômenos de macroescala ligados à atividade solar”, diz ele. “Mas à medida que descobrimos cada vez mais fenômenos de menor escala, vemos que ambientes como o choque de arco da Terra e fenômenos associados, como jatos de magnetobainha, desempenham um papel muito importante”.
Ele diz que a pesquisa também destaca a importância de missões como o MMS, que em 2015 lançou quatro espaçonaves na órbita da Terra para viajar em formação tetraédrica ao redor do planeta e permitir observações de alta resolução da magnetosfera em ação. Pesquisadores do KTH, como os coautores de Raptis, Tomas Karlsson, professor de física de plasma, e o pesquisador Per-Arne Lindqvist, contribuíram para a missão MMS com o design de componentes e continuam a realizar pesquisas sobre os dados que a missão produz.
“Conseguimos observar partes anteriormente inexploradas do ambiente espacial circundante da Terra”, diz Raptis. “Mostramos como essas missões espaciais são úteis para entender e explicar a natureza. A evolução dos choques e como ela está ligada à geração de jatos é uma peça necessária para entender o ambiente espacial da Terra.”
Publicado em 04/02/2022 07h01
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