Os cientistas da NASA reuniram novos indícios da origem dos elétrons que se movem velozmente durante subtempestades na magnetosfera da Terra, segundo trabalho publicado na edição de janeiro da revista Nature Physics.
Os achados ampliam nossa compreensão do complexo clima espacial e se baseiam em dados obtidos por uma “constelação” de cinco satélites, denominada THEMIS, sigla em inglês para Tempo Histórico de Eventos e Interações em Macroescala durante Subtempestades, lançada em 2007.
No filme O Núcleo-Missão ao Centro da Terra, de 2003, um geólogo (Aaron Eckhart) descobre que a rotação do núcleo da Terra parou, o que provocaria o colapso do campo eletromagnético, expondo a superfície do planeta à letal radiação solar.
Eckhart se une a uma equipe de cientistas para instalar uma série de cargas nucleares em pontos específicos da crosta para reiniciar o movimento do núcleo e restaurar o campo. E como é só um filme, problema resolvido!
O Núcleo foi muitas vezes criticado por sua grande imprecisão científica (apesar de o diretor, Jon Amiel, ter filmado a biografia de Darwin, Criação, e ser fã de ciência - ele só não permite que o impeça de contar uma boa história).
De fato, é verdade que a Terra possui uma campo magnético gerado pela rotação de seu núcleo externo. À medida que o núcleo fluido move-se pelas correntes de convecção, um efeito dínamo de circulação de corrente elétrica ocorre no interior da Terra. Este campo se estende por cerca de 125 quilômetros até o espaço, protegendo o planeta e seus habitantes do bombardeio de partículas solares.
Às vezes, há uma ruptura desse campo magnético, e apesar de o repentino influxo de partículas carregadas não causar impactos diretos sobre o clima – na forma de tempestades magnéticas que podem paralisar satélites e causar quedas de energia pelo excesso de corrente – parece desempenhar um papel fundamental na formação de subtempestades, semelhantes aos tornados e chuvas de granizo que acompanham tempestades elétricas violentas.
Os cientistas acreditam que as subtmpestades ocorrem quando a magnetosfera da Terra libera uma enorme quantidade de energia armazenada com a ocorrência de ventos solares, uma erupção local que rapidamente se espalha pela magnetosfera. Mas para identificar as possíveis causas desses eventos, os cientistas teriam que posicionar sondas espaciais em múltiplos locais da Terra para identificar o ponto de origem da subtempestade.
É onde entra a THEMIS, que também é o nome da deusa grega da justiça e sabedoria. Além da sigla em si, a missão recebeu este nome porque seu objetivo é "diferenciar imparcialmente " (segundo o website da NASA) os dois modelos diferentes que explicam onde e quando as subtempestades surgem na magnetosfera do planeta. As cinco sondas espaciais são posicionadas ao longo de grandes distâncias do campo magnético, possibilitando a análise de diferentes regiões ao mesmo tempo.
Em 2008, os dados obtidos pela missão THEMIS ajudaram a derrubar uma antiga hipótese sobre o período em que a magnetosfera “vazaria” mais. Os cientistas pensavam que quando o campo magnético do Sol estava alinhado como da Terra, poucos “vazamentos” permitiriam que as partículas solares penetrassem no “escudo”. Na verdade, é o contrário: um número 20 vezes maior de partículas penetrava na magnetosfera da Terra durante períodos de alinhamento, e não quando os dois campos magnéticos estavam diretamente em oposição.
Agora a THEMIS esclarece mais uma questão: como os campos magnéticos geram partículas de energia em movimento? No começo da década de 1980, os cientistas teorizaram que campos magnéticos em rápida mutação provocavam a aceleração dos elétrons em uma trajetória espiralada, conhecida como “efeito betatron”, em vez de ganhar grande parte de sua velocidade a partir do ponto de origem da subtempestade. Mas para provar (ou refutar) essa teoria, teriam que medir simultaneamente os dados nos locais próximos à origem e mais perto da Terra. Eles precisavam da THEMIS.
O chefe do estudo, Maha Ashour-Abdalla, da Universidade da Califórnia em Los Angeles, analisou dados de uma grande subtempestade que ocorreu por volta da meia-noite em 15 de fevereiro de 2008, quando três dos cinco satélites THEMIS passavam por ela. E de fato, enquanto as partículas ganhavam um pouco de velocidade no ponto de origem – devido ao processo de reconexão, em que as linhas do campo magnético se distorcem em linhas mais compridas, se afastam e então se reconectam, liberando uma explosão de energia armazenada – a maior parte da energia adicional vinha de um ponto distante, devido à mudança dos campos magnéticos. Segundo o release divulgado:
"Isso é coerente com o modelo de aceleração betatron. Os elétrons ganham uma pequena quantidade de energia durante a reconexão e então viajam em direção à Terra, atravessando várias linhas de campos magnéticos em movimento. Estes campos produzem a aceleração betatrônica, como foi previsto no começo da década de 1980, acelerando significativamente os elétrons”.
Apesar de ter sido projetada para durar dois anos, a missão THEMIS ainda está em operação e, no ano passado, a NASA anunciou que seu foco será a Lua. O objetivo é saber mais sobre a composição do nosso satélite, os débeis campos magnéticos em sua crosta e seu interior, estudando suas reações às diversas condições envolvendo os ventos solares.
As sondas também poderiam monitorar os ventos solares, fornecendo dados em tempo real sobre as perturbações geomagnéticas que poderiam ameaçar satélites, redes de energia elétrica e comunicações de rádio na Terra. E se algum projeto secreto do governo norte-americano acidentalmente “desligar” o campo magnético da Terra, como no filme O Núcleo, os satélites da THEMIS serão os primeiros a saber.
No filme O Núcleo-Missão ao Centro da Terra, de 2003, um geólogo (Aaron Eckhart) descobre que a rotação do núcleo da Terra parou, o que provocaria o colapso do campo eletromagnético, expondo a superfície do planeta à letal radiação solar.
Eckhart se une a uma equipe de cientistas para instalar uma série de cargas nucleares em pontos específicos da crosta para reiniciar o movimento do núcleo e restaurar o campo. E como é só um filme, problema resolvido!
O Núcleo foi muitas vezes criticado por sua grande imprecisão científica (apesar de o diretor, Jon Amiel, ter filmado a biografia de Darwin, Criação, e ser fã de ciência - ele só não permite que o impeça de contar uma boa história).
De fato, é verdade que a Terra possui uma campo magnético gerado pela rotação de seu núcleo externo. À medida que o núcleo fluido move-se pelas correntes de convecção, um efeito dínamo de circulação de corrente elétrica ocorre no interior da Terra. Este campo se estende por cerca de 125 quilômetros até o espaço, protegendo o planeta e seus habitantes do bombardeio de partículas solares.
Às vezes, há uma ruptura desse campo magnético, e apesar de o repentino influxo de partículas carregadas não causar impactos diretos sobre o clima – na forma de tempestades magnéticas que podem paralisar satélites e causar quedas de energia pelo excesso de corrente – parece desempenhar um papel fundamental na formação de subtempestades, semelhantes aos tornados e chuvas de granizo que acompanham tempestades elétricas violentas.
Os cientistas acreditam que as subtmpestades ocorrem quando a magnetosfera da Terra libera uma enorme quantidade de energia armazenada com a ocorrência de ventos solares, uma erupção local que rapidamente se espalha pela magnetosfera. Mas para identificar as possíveis causas desses eventos, os cientistas teriam que posicionar sondas espaciais em múltiplos locais da Terra para identificar o ponto de origem da subtempestade.
É onde entra a THEMIS, que também é o nome da deusa grega da justiça e sabedoria. Além da sigla em si, a missão recebeu este nome porque seu objetivo é "diferenciar imparcialmente " (segundo o website da NASA) os dois modelos diferentes que explicam onde e quando as subtempestades surgem na magnetosfera do planeta. As cinco sondas espaciais são posicionadas ao longo de grandes distâncias do campo magnético, possibilitando a análise de diferentes regiões ao mesmo tempo.
Em 2008, os dados obtidos pela missão THEMIS ajudaram a derrubar uma antiga hipótese sobre o período em que a magnetosfera “vazaria” mais. Os cientistas pensavam que quando o campo magnético do Sol estava alinhado como da Terra, poucos “vazamentos” permitiriam que as partículas solares penetrassem no “escudo”. Na verdade, é o contrário: um número 20 vezes maior de partículas penetrava na magnetosfera da Terra durante períodos de alinhamento, e não quando os dois campos magnéticos estavam diretamente em oposição.
Agora a THEMIS esclarece mais uma questão: como os campos magnéticos geram partículas de energia em movimento? No começo da década de 1980, os cientistas teorizaram que campos magnéticos em rápida mutação provocavam a aceleração dos elétrons em uma trajetória espiralada, conhecida como “efeito betatron”, em vez de ganhar grande parte de sua velocidade a partir do ponto de origem da subtempestade. Mas para provar (ou refutar) essa teoria, teriam que medir simultaneamente os dados nos locais próximos à origem e mais perto da Terra. Eles precisavam da THEMIS.
O chefe do estudo, Maha Ashour-Abdalla, da Universidade da Califórnia em Los Angeles, analisou dados de uma grande subtempestade que ocorreu por volta da meia-noite em 15 de fevereiro de 2008, quando três dos cinco satélites THEMIS passavam por ela. E de fato, enquanto as partículas ganhavam um pouco de velocidade no ponto de origem – devido ao processo de reconexão, em que as linhas do campo magnético se distorcem em linhas mais compridas, se afastam e então se reconectam, liberando uma explosão de energia armazenada – a maior parte da energia adicional vinha de um ponto distante, devido à mudança dos campos magnéticos. Segundo o release divulgado:
"Isso é coerente com o modelo de aceleração betatron. Os elétrons ganham uma pequena quantidade de energia durante a reconexão e então viajam em direção à Terra, atravessando várias linhas de campos magnéticos em movimento. Estes campos produzem a aceleração betatrônica, como foi previsto no começo da década de 1980, acelerando significativamente os elétrons”.
Apesar de ter sido projetada para durar dois anos, a missão THEMIS ainda está em operação e, no ano passado, a NASA anunciou que seu foco será a Lua. O objetivo é saber mais sobre a composição do nosso satélite, os débeis campos magnéticos em sua crosta e seu interior, estudando suas reações às diversas condições envolvendo os ventos solares.
As sondas também poderiam monitorar os ventos solares, fornecendo dados em tempo real sobre as perturbações geomagnéticas que poderiam ameaçar satélites, redes de energia elétrica e comunicações de rádio na Terra. E se algum projeto secreto do governo norte-americano acidentalmente “desligar” o campo magnético da Terra, como no filme O Núcleo, os satélites da THEMIS serão os primeiros a saber.
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