O vento solar é um fluxo de partículas que sai do sol a cerca de um milhão de milhas por hora e viaja por todo o sistema solar. Proposto pela primeira vez na década de 1950 pelo físico Eugene Parker da Universidade de Chicago, o vento solar é visível no halo ao redor do Sol durante um eclipse e às vezes quando as partículas atingem a atmosfera da Terra – como a aurora boreal, ou aurora boreal.
Embora o vento solar proteja a Terra de outras partículas nocivas vindas do espaço, as tempestades também podem ameaçar nossas redes de satélite e comunicações.
O que é o vento solar?
A superfície do Sol é extremamente quente, a 6.000 graus Fahrenheit – mas sua atmosfera, chamada de corona, é mais de mil vezes mais quente. Também é incrivelmente ativo; essas chamas e loops são o halo que você vê ao redor do sol quando há um eclipse.
A corona é tão quente que a gravidade do Sol não consegue segurá-la, então as partículas são lançadas no espaço e viajam por todo o sistema solar em todas as direções. Conforme o sol gira, queima e arrota, ele cria redemoinhos complexos e redemoinhos de partículas. Essas partículas, principalmente prótons e elétrons, estão viajando cerca de um milhão de milhas por hora ao passar pela Terra.
Esse fluxo de partículas, chamado de “vento solar”, tem um impacto enorme em nossas vidas. Ele nos protege de raios cósmicos dispersos vindos de outras partes da galáxia – mas os efeitos das tempestades na superfície do Sol também podem afetar nossas redes de telecomunicações. O vento também representaria uma ameaça para os astronautas que viajam pelo espaço, por isso a NASA deseja obter uma melhor compreensão de suas propriedades.
Como o vento solar foi descoberto?
Em 1957, Eugene Parker era professor assistente na Universidade de Chicago quando começou a examinar uma questão em aberto na astrofísica: as partículas estão saindo do sol? Esse fenômeno parecia improvável; A atmosfera da Terra não flui para o espaço, e muitos especialistas presumiram que o mesmo aconteceria com o sol. Mas os cientistas notaram um fenômeno estranho: as caudas dos cometas, independentemente da direção em que viajassem, sempre apontavam para longe do Sol – quase como se algo os estivesse soprando para longe.
Parker começou a fazer as contas. Ele calculou que se a coroa solar fosse de um milhão de graus, deveria haver um fluxo de partículas se expandindo para longe de sua superfície, tornando-se extremamente rápido – mais rápido do que a velocidade do som. Mais tarde, ele chamaria o fenômeno de “vento solar”.
“E esse é o fim da história, exceto que não é, porque as pessoas imediatamente disseram, ‘Eu não acredito'”, disse Parker.
Ele escreveu um artigo e o submeteu ao Astrophysical Journal; a resposta dos revisores científicos foi rápida e contundente.
“Você deve entender como isso soou inacreditável quando ele o propôs”, disse Fausto Cattaneo, professor de astronomia e astrofísica da UChicago. “Que esse vento não apenas existe, mas está viajando em velocidade supersônica! É extraordinariamente difícil acelerar qualquer coisa a velocidades supersônicas em laboratório, e não há meios de propulsão.”
Felizmente, o editor da revista na época era o eminente astrofísico Subrahmanyan Chandrasekhar, colega de Parker na Universidade de Chicago. Chandrasekhar também não gostou da ideia, mas o futuro ganhador do Nobel não conseguiu encontrar nada de errado com a matemática de Parker, então ele rejeitou os revisores e publicou o artigo.
Apenas três anos depois, quando uma espaçonave da NASA chamada Mariner II fez leituras em sua viagem a Vênus em 1962, os resultados foram inequívocos. “Havia o vento solar, soprando 24 horas por dia, 7 dias por semana”, disse Parker.
Como o vento solar nos afeta?
A descoberta revolucionária reformulou nossa imagem do espaço e do sistema solar. Os cientistas chegaram à conclusão de que o vento solar não apenas flui pela Terra, mas por todo o sistema solar e além. Ele também nos protege e nos ameaça.
“O vento solar cobre magneticamente o sistema solar, protegendo a vida na Terra de partículas de energia ainda mais altas vindas de outras partes da galáxia”, explicou a astrofísica da UChicago, Angela Olinto. “Mas também afeta as sofisticadas comunicações por satélite que temos hoje. Portanto, compreender a estrutura precisa, a dinâmica e a evolução do vento solar é crucial para a civilização como um todo.”
Normalmente, o campo magnético da Terra nos protege da maioria dessas partículas. Mas às vezes o sol “arrota”, jogando um bilhão de toneladas de material no espaço, voando a vários milhares de quilômetros por segundo. Elas são chamadas de ejeções de massa coronal – e se uma grande delas atingisse a Terra, a onda de choque poderia causar caos e danos aos nossos sistemas de comunicação. “Isso pode fazer com que o campo magnético que cerca a Terra toque como um sino”, disse o professor Justin Kasper, ex-aluno da UChicago e agora físico da Universidade de Michigan. Tal cenário geraria todos os tipos de distúrbios: a aeronave perderia a comunicação de rádio, o GPS seria prejudicado por até milhas e os sistemas bancários, de comunicações e eletrônicos poderiam ser desativados.
Na verdade, isso já aconteceu antes: em 1859, uma gigantesca erupção solar conhecida como Evento Carrington desligou o telégrafo e os sistemas elétricos por dias. A aurora boreal era tão forte que as pessoas relataram conseguir ler um jornal à sua luz, mesmo à uma hora da manhã. “Havia um esplendor medonho no horizonte do Norte, de onde surgiram espirais fantásticas de luz e um brilho rosado se estendeu, como um vapor tingido de fogo, até o zênite”, escreveu o Cincinnati Daily Commercial.
Mas em 1859, não éramos tão dependentes da eletrônica como somos hoje. Um estudo de 2013 feito pelo Lloyd’s de Londres estimou que uma tempestade semelhante atingindo a Terra hoje poderia causar até US $ 2,6 trilhões em danos apenas aos Estados Unidos, e provocaria apagões generalizados e danos às redes elétricas.
Existem algumas precauções que poderíamos tomar se avisássemos com antecedência, e é por isso que os engenheiros querem saber quando uma tempestade solar está chegando. Felizmente, várias espaçonaves orbitando o Sol tiram fotos e as enviam de volta à Terra para que a NASA possa monitorar as erupções. (Você pode ver as condições meteorológicas espaciais atuais aqui.) Mas a análise dessas imagens ainda requer que uma erupção apareça primeiro na superfície do Sol, o que fornece apenas minutos ou horas de aviso. No momento, ainda não há como prever essas erupções antes que aconteçam.
Uma melhor compreensão do vento solar também contribui para outro empreendimento humano: as viagens espaciais. Algumas partículas do vento solar são extremamente energéticas e podem fazer pequenos buracos em importantes equipamentos de espaçonaves – sem falar em corpos humanos. Para proteger os astronautas, a NASA precisa entender os componentes, características e frequências de tais partículas, bem como prever o clima espacial com antecedência para viagens seguras.
Que mistérios permanecem sobre o vento solar?
Um dos maiores problemas que os meteorologistas espaciais enfrentam é que ainda não sabemos por que a atmosfera do sol é tão mais quente que a superfície.
Na vida cotidiana, você esperaria que a temperatura diminuísse gradativamente conforme você se afasta de uma fonte de calor, como se afasta a mão de um fogo. Mas não é isso que acontece no sol. Nesse caso, o calor vem da fusão que ocorre no núcleo do Sol, que resfria gradualmente a 6.000 graus Fahrenheit na superfície – depois aumenta novamente para milhões de graus na coroa.
Muitas teorias foram propostas. Os cientistas sabem que toda a superfície do Sol está em constante movimento e erupção; talvez existam “nanoflares” menores (cada uma ainda contendo a energia de uma bomba de hidrogênio de 10 megatons) em erupção constante por toda a superfície do Sol, que transportam calor para a atmosfera. Existem também campos magnéticos interagindo na superfície do Sol; é possível que esses campos magnéticos estejam se atingindo com força explosiva bilhões de vezes por segundo – “cancelando-se” um ao outro, mas aquecendo a atmosfera no processo.
As perguntas que os cientistas gostariam de responder incluem:
Por que a coroa é muito mais quente do que a superfície do sol? Como o vento solar acelera longe do sol?
Quão rápido as partículas estão se movendo e quão quente elas estão ficando?
Os campos magnéticos estão aquecendo as partículas ou há ondas mecânicas vindo da superfície do sol? (ou ambos?)
Uma compreensão mais profunda desses processos pode ajudar a prever o clima espacial que afeta a vida na Terra, revelar mais sobre as condições que os astronautas em órbita acima do nosso mundo e viajando por longas distâncias enfrentariam e até mesmo fornecer pistas sobre quais tipos de atividade estelar podem favorecer a habitabilidade em planetas distantes.
Mas para obter respostas, precisamos nos aproximar do próprio sol.
O que é Parker Probe da NASA?
Os cientistas estão ansiosos por uma missão ao sol desde que as viagens espaciais se tornaram possíveis. O Sol não é apenas vital para a vida na Terra, mas também a estrela mais próxima que podemos estudar. Mas as temperaturas extremas significavam que os cientistas precisavam esperar pelo desenvolvimento de tecnologia que pudesse proteger a espaçonave do intenso calor e da radiação solar.
Em 2018, esse sonho finalmente se tornou realidade. A Parker Solar Probe da NASA – batizada em homenagem a Eugene Parker em homenagem a sua pesquisa pioneira – começou uma jornada de sete anos para a corona escaldante do sol em 12 de agosto de 2018. A sonda é o objeto de movimento mais rápido construído por humanos, viajando a mais de 150.000 milhas por hora. É tão rápido que já deu várias voltas ao redor do sol.
O escudo térmico da sonda, feito de pouco menos de cinco polegadas de um composto de carbono de última geração, mantém os instrumentos delicados da nave a uma temperatura fria de 25 graus Celsius, mesmo com a corona rugindo a 3.000.000 graus lá fora. (Exceto por um instrumento especialmente resistente, construído pelo ex-aluno da UChicago, Justin Kasper, que espia pela borda da nave para recolher partículas do vento solar).
A sonda já enviou enormes quantidades de dados de volta à Terra, o que levou a descobertas como “ziguezagues” bizarros no vento solar.
Parker, então com 91 anos, voou para o Cabo Canaveral com sua família para assistir ao lançamento da espaçonave da NASA.
“Tanta coisa foi investida neste lançamento, e ver tudo desaparecer lentamente – desaparecendo no céu noturno, sabendo que nunca mais voltará – foi uma experiência comovente”, disse Parker. “Você raramente tem uma missão espacial que não aconteça com o inesperado e, na verdade, ficará mais emocionante à medida que a missão prossegue e atravessa regiões em que a espaçonave nunca esteve antes. É simplesmente fascinante a cada passo do caminho.”
Publicado em 13/03/2021 12h47
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