Cientistas revelam o som do impacto das tempestades solares na Terra

A intrincada dinâmica do choque das partículas carregadas vindas do Sol contra a magnetosfera da Terra gera uma série de ondas complexas, que pode ser melhor compreendida através do método da sonorização dos dados coletados pelos satélites Cluster.

O experimento foi realizado por uma equipe de pesquisadores da agência espacial europeia, ESA, que utilizou diversas séries de dados coletados pela missão espacial Cluster, uma constelações de naves que orbitam a Terra desde 2001 com o objetivo de investigar o ambiente magnético de nosso planeta e sua interação com o vento solar.

De acordo com os pesquisadores, ao transformar em som as variações numéricas coletada pela missão Cluster durante as tempestades solares, pode-se perceber com muito mais clareza a profundidade e energia do impacto das partículas e isso ajudou a interpretar os gráficos de uma forma muito mais dinâmica.

Normalmente, o sol ejeta constantemente fluxos de partículas carregadas contra o nosso planeta, mas o campo magnético da Terra impede que essas partículas penetrem diretamente em nossa atmosfera.

No entanto, eventualmente, algumas regiões do Sol experimentam erupções bastante violentas de energia. São as chamadas tempestades solares. Quando isso acontece, nossa estrela pode arremessar enormes nuvens de partículas e radiação para o espaço, que se chegam à Terra podem atrapalhar os sistemas de satélite, causar apagões elétricos generalizados e quase sempre afetar os sistemas de GPS.

Dados e Música
Para coletar os dados, a constelação Cluster penetra repetidamente através do que é chamado de zona de foreshock, a primeira região no espaço que as partículas solares encontram quando uma tempestade solar atinge nosso planeta.

Ao analisar os dados coletados, a equipe de cientistas descobriu que no início da missão, entre 2001 a 2005, a missão Cluster passou por seis colisões de partículas, revelando que os impactos produziram ondas magnéticas muito mais complexas do que se pensava.

Ao converter os sinais dos impactos em áudio, os pesquisadores puderam perceber que durante as calmarias, quando nenhuma tempestade solar estava em atividade, a "música" é mais baixa e menos complexa. No entanto, quando uma tempestade solar atinge a magnetosfera, a frequência das ondas produzidas é quase duplicada e responde proporcionalmente à força do impacto contra o campo magnético.

De acordo com a astrofísica Lucile Turc, ligada à Universidade de Helsinque e coautora do trabalho, quando o áudio é ouvido e interpretado juntamente com o gráfico produzido pelo impacto das partículas, pode-se constatar que o choque produz uma "dessintonia" na região do foreshok.

Os cientistas disseram que não é apenas a frequência da onda que muda, mas também se torna muito mais complicada do que a frequência única dos momentos de calmaria. Quando a tempestade atinge a zona de foreshock, a onda produz uma complexa rede de diferentes frequências mais altas.

Zonas de Choque
"As mudanças na zona de foreshock têm o poder de afetar a maneira como a tempestade solar se propaga até a superfície da Terra", disse Turc.

Embora o processo sobre como isso acontece ainda seja uma questão em aberto, é claro que a energia gerada pelas ondas no foreshock não pode retornar de volta ao espaço, já que as ondas são empurradas em direção à Terra pela tempestade solar que chega.

No paper, publicado pela Geophysical Research Letters, os cientistas explicam que antes de chegarem à nossa atmosfera, as ondas encontram outra barreira chamada "choque em arco", que é a região magnética do espaço que retarda as partículas de vento solar antes de colidirem com o campo magnético da Terra. A colisão das partículas modifica o comportamento do choque em arco, possivelmente alterando a maneira como processa a energia da tempestade solar que chega.

Atrás da região do choque em arco o campo magnético da Terra começa a ressoar na frequência das ondas e isso contribui para a transmissão do distúrbio magnético até o solo. Normalmente, esse é um processo rápido, levando cerca de 10 minutos desde a onda gerada no foreshock até a energia chegar ao solo.