Uma tempestade solar sofre uma "super expansão" no seu caminho para a Terra e intriga os físicos

O Sol liberta constantemente vastas quantidades de energia que viajam em todas as direções. Às vezes, essas erupções são tão massivas que formam gigantescas nuvens magnéticas compostas de plasma quente, algumas das quais se dirigem diretamente para o nosso planeta.

Recentemente, um grupo de investigação da Universidade de Iowa descreveu um fenómeno causado por uma ejeção de massa coronal (EMC) que apresentou uma expansão incomum dessas nuvens magnéticas na sua trajetória rumo à Terra.

O estudo analisou uma tempestade solar ocorrida em novembro de 2021, que ejetou uma nuvem em forma de crescente. A estrutura magnética viajou a alta velocidade, aprisionando plasma magnetizado no seu interior enquanto se movia pelo espaço.

O mais surpreendente do evento foi que, simultaneamente, a temperatura do gás triplicou sem modificar a pressão magnética interna. Um comportamento incomum que desafia modelos anteriores utilizados pelos investigadores.

Uma viagem desde o Sol

A análise detalhada foi possível graças a uma coincidência: as sondas espaciais Solar Orbiter e Wind estavam alinhadas, quase perfeitamente na mesma órbita, enquanto a EMC movia-se muito rapidamente em direção a elas.

Este alinhamento permitiu a medição precisa da evolução do gás, na qual os cientistas observaram que a frente de propagação colidiu com o vento solar circundante, causando inicialmente uma compressão temporária da estrutura magnética.

Embora a compressão inicial tenha sido muito breve, a interação com as explosões causou aquecimento em todo o interior da bolha, gerando enormes forças internas que empurraram as suas fronteiras externas, fazendo expandir-se rapidamente.

À medida que ganhava calor, a bolha crescia, atingindo velocidades de até 192 km/s. Esta velocidade é verdadeiramente impressionante, considerando que uma erupção típica geralmente se expande a velocidades que variam de cinquenta a cem quilómetros por segundo, no máximo.

Radiação e simulações

Para compreender plenamente as razões complexas por trás deste aumento, os cientistas recorreram a modelos tridimensionais interativos. Utilizando uma simulação magnetohidrodinâmica, eles conseguiram visualizar as velocidades de propagação do vento interestelar em diferentes planos orbitais.

Estas simulações revelaram como o plasma aprisionado interage com campos externos ao encontrar obstáculos naturais no seu caminho. O modelo digital mostrou uma curvatura espacial acentuada, confirmando que a estrutura colidiu com várias erupções solares externas e foi posteriormente moldada por elas.

A conclusão foi que o arrasto cinemático constante e uma poderosa distribuição de momento interno desencadearam esta expansão. Além disso, as condições especiais causaram uma queda atípica na taxa de decaimento radial, que não estava de acordo com as leis conhecidas da física espacial.

Estes resultados também forneceram evidências convincentes de trocas de calor que inflaram violentamente a bolha. Todo este fenómeno demonstra como a intensa radiação solar altera drasticamente a estabilidade de estruturas à medida que viajam pelo espaço interplanetário.

Uma grande tempestade

Compreender a dinâmica expansiva deste material é vital para o clima espacial, uma vez que estas nuvens magnetizadas podem colidir com a magnetosfera terrestre, gerando cenários imprevisíveis que podem perturbar a infraestrutura das telecomunicações.

Se uma tempestade solar particularmente forte atingisse hoje com força suficiente, as suas partículas carregadas interfeririam com o equipamento em órbita, danificando seriamente as comunicações por satélite e os sistemas globais de navegação geolocalizada.

Além disto, a chegada turbulenta do plasma poderia infiltrar-se nas redes elétricas de alguns países, causando sobrecargas e apagões que deixariam milhões de pessoas completamente isoladas numa escuridão sem precedentes.

É por isso que estes estudos são de grande importância, especialmente para antecipar a dinâmica interna do clima espacial e, assim, aprimorar as ferramentas de previsão e garantir a nossa proteção contra a atividade solar.