O Sol pode parecer calmo no céu, mas vez ou outra seu temperamento explosivo provoca uma tempestade solar. Nesse artigo você vai entender:
- O que é uma tempestade solar?
- O que causa uma tempestade solar?
- Os três fenômenos de uma tempestade solar
- Erupção solar
- Tempestade de radiação
- Ejeção de massa coronal
- Qual a diferença entre tempestade solar, de radiação ou geomagnética?
- Uma tempestade solar afeta o seu dia a dia?
- Quando as tempestades solares são mais comuns?
- Tempestades solares que ficaram na história
- Como os cientistas monitoram e se preparam
- Como você pode ajudar os cientistas a investigar auroras?
O que é uma tempestade solar?
Uma tempestade solar é uma explosão repentina de partículas, energia, campos magnéticos e materiais lançados pelo Sol no Sistema Solar. Se você quiser conhecer melhor nossa estrela antes, vale ler esse guia do Sistema Solar.
Quando a tempestade solar é direcionada para a Terra, ela pode causar uma grande perturbação no campo magnético terrestre, chamada tempestade geomagnética. Dela podem vir interrupções de rádio, cortes de energia e auroras.
O que causa uma tempestade solar?
O Sol tem uma uma teia de campos magnéticos totalmente emaranhada e esse emaranhamento acontece porque o equador do Sol gira mais rápido do que os seus polos.
Acontece que em algum momento, esses campos retorcidos se esticam tanto que rompem e se reconectam em um processo que os cientistas chamam de reconexão magnética, e que libera uma quantidade enorme de energia.
Dessa explosão podem surgir um ou mais destes fenômenos: uma erupção solar, uma tempestade de radiação e uma ejeção de massa coronal.
Os três fenômenos de uma tempestade solar
Cada fenômeno chega à Terra em um tempo diferente e causa efeitos diferentes:
| Fenômeno | O que é | Quando chega à Terra | Efeitos principais |
| Erupção solar | Clarão intenso de luz | Cerca de 8 minutos | Interrupções de rádio na alta atmosfera; efeitos em satélites |
| Tempestade de radiação | Partículas aceleradas (elétrons e prótons) | Cerca de 30 minutos ou menos, as mais rápidas | Satélites, astronautas, aviação em grandes altitudes, rádio de alta frequência |
| Ejeção de massa coronal | Nuvem de plasma com campo magnético | Cerca de 15 horas (as mais rápidas) a vários dias | Tempestade geomagnética: redes elétricas, satélites, auroras |
Erupção solar
Uma erupção solar é uma explosão intensa de luz no Sol e o seu clarão abrange todo o espectro: raios X, raios gama, ondas de rádio, ultravioleta e luz visível. Elas são as explosões mais poderosas do Sistema Solar, tanto é que segundo a NASA, as maiores erupções solares podem liberar tanta energia quanto um bilhão de bombas de hidrogênio.
As erupções são classificadas por intensidade, em cinco classes: A (a mais fraca), B, C, M e X (a mais forte). Cada classe é 10 vezes mais forte que a anterior. Uma erupção X é 10 vezes mais forte que uma M e 100 vezes mais forte que uma C. É uma escala em que, a cada degrau, o valor é multiplicado, não somado.
As classes de A a M são subdivididas de 1 a 9. A classe X não tem limite superior. A erupção mais poderosa já medida, em 2003, foi estimada em X28, porque os sensores ficaram sobrecarregados.
A radiação nociva proveniente de uma erupção solar é barrada pela atmosfera e pelo campo magnético. Mas erupções intensas podem interromper comunicações de rádio que atravessam a alta atmosfera e afetar satélites e espaçonaves.
Tempestade de radiação
Erupções solares podem acelerar partículas carregadas, como elétrons e prótons, a velocidades altíssimas e é assim que se inicia uma tempestade de radiação. Os prótons, as partículas mais importantes, chegam a frações consideráveis da velocidade da luz. As mais rápidas percorrem os 150 milhões de quilômetros entre o Sol e a Terra em cerca de 30 minutos ou menos e a tempestade pode durar de horas a dias.
Esses prótons rápidos podem:
- passar pelas defesas magnéticas da Terra, seguir as linhas do campo magnético até os polos e entrar na atmosfera (alguns possivelmente chegam ao solo, sem prejudicar ninguém na superfície);
- arrancar elétrons de átomos e moléculas da atmosfera, o que cria uma camada que absorve ondas de rádio de alta frequência e atrapalha a comunicação;
- penetrar fundo em satélites, degradando painéis solares e danificando circuitos;
- atravessar o corpo humano, o que representa risco para astronautas e para tripulantes e passageiros de aviões que voam em grandes altitudes perto dos polos.
A agência americana NOAA classifica essas tempestades em uma escala de S1 a S5. A medição é feita pelo satélite GOES. Uma tempestade começa quando o fluxo de prótons com energia igual ou maior que 10 MeV chega a 10 pfu (a unidade de fluxo de prótons).
Ejeção de massa coronal
Uma ejeção de massa coronal (EMC) é uma enorme nuvem de gás eletricamente carregado, chamado plasma, que sai da coroa, a atmosfera externa do Sol. Muitas vezes parece uma bolha gigante estourando. Uma única EMC pode lançar bilhões de toneladas de material no espaço.
A EMC carrega partículas e também campos magnéticos intensos. As mais rápidas viajam a milhões de quilômetros por hora e podem chegar à Terra em cerca de 15 horas, enquanto as mais lentas levam vários dias. Quando são rápidas, também podem varrer e acelerar partículas pelo caminho, aumentando a tempestade de radiação.
Em condições adequadas, uma EMC provoca fortes tempestades geomagnéticas. Ao interagir com o ambiente magnético da Terra, ela pode:
- induzir correntes elétricas nas redes de energia, o que pode danificar transformadores, relés e disjuntores e causar apagões;
- aquecer a alta atmosfera, que se expande e aumenta o arrasto sobre alguns satélites, fazendo-os perder velocidade e altitude;
- bombardear a atmosfera com partículas carregadas, o que cria as auroras boreal e austral.
Tempestade solar, de radiação ou geomagnética: qual a diferença?
| Termo | O que é | Como é classificada |
| Tempestade solar | A explosão no Sol (erupção, partículas, EMC) | Erupções: A, B, C, M e X |
| Tempestade de radiação solar | Chuva de partículas aceleradas | NOAA: S1 a S5 |
| Tempestade geomagnética | Perturbação no campo magnético da Terra | G1 a G5 (G5 é a mais severa) |
Uma tempestade solar afeta o seu dia a dia?
Na maioria das vezes, quase nada. Andrew Gerrard, diretor do Centro de Pesquisa Solar-Terrestre do Instituto de Tecnologia de Nova Jersey, explica que o efeito principal é mudar a ionosfera, a camada alta da atmosfera cheia de partículas eletricamente carregadas e dependendo da intensidade, pode afetar principalmente os sinais de rádio e o GPS.
Rádios de alta frequência ainda são usados por militares e equipes de resposta a emergências. Já o GPS usado por aviões pode ser perdido por um período de 30 segundos a 3 minutos, no entanto, existem procedimentos para isso, como sistemas de reserva ou mudança de rota. Segundo Gerrard, o máximo que um passageiro pode sentir é um atraso de 15 a 30 minutos no voo.
Ele diz ainda que uma falha momentânea no aplicativo de mapas do celular pode, às vezes, ter origem solar mas que basta esperar alguns minutos. Para ele, a pessoa comum não deve passar por nada terrível, e a grande maioria das tempestades do dia a dia não causa grandes danos.
Quando as tempestades solares são mais comuns?
As tempestades solares seguem o ciclo de atividade solar de 11 anos. São mais comuns no máximo solar, o pico do ciclo, e menos frequentes no mínimo solar.
As manchas solares, as “imperfeições” escuras do Sol, também aumentam no ciclo máximo, pois marcam regiões magneticamente ativas, de onde saem as erupções. Quando aparece um grande grupo de manchas, é um bom momento para ficar atento.
Tempestades que ficaram na história
- 1859, o Evento Carrington: uma EMC poderosa gerou auroras até em latitudes equatoriais. Gerrard diz que um evento desse porte acontece, em média, uma vez a cada 250 anos, então a chance de ocorrer é baixa.
- 1921: outra grande tempestade. Como a tecnologia era pouco desenvolvida, o principal afetado foi o telégrafo ligado às ferrovias.
- Março de 1989: uma enorme EMC afetou o sistema elétrico de Quebec. Segundo a reportagem, a corrente desviada para a rede dos EUA causou mais de 200 falhas e danificou um transformador em Nova Jersey.
Segundo uma organização do setor elétrico, o EIS Council, uma tempestade como a de 1859 teria um efeito muito diferente hoje, porque dependemos muito mais de eletricidade e eletrônica.
Como os cientistas monitoram e se preparam
Os cientistas monitoram o Sol e se preparam para tempestades solares acompanhando manchas solares, regiões ativas e ejeções de massa coronal de diferentes pontos do espaço. A NASA, por exemplo, possui uma frota de espaçonaves de heliofísica que estuda o Sol e ajudam os cientistas a realizar esse trabalho. Elas são: SOHO (NASA/ESA), o SDO e o STEREO e também a sonda Parker, que passa por dentro da coroa do Sol e faz observações detalhadas do material que escapa dele.
Outras missões estudam a influência do Sol na magnetosfera e na alta atmosfera da Terra, no ambiente da Lua e até em Marte, onde o instrumento RAD do rover Curiosity mede a radiação na superfície do planeta vermelho.
Os cientistas também monitoram tempestades solares a partir do Ponto de Lagrange 1 (L1), essa posição funciona como um posto avançado de observação porque eles conseguem saber com 15 a 60 minutos de antecedência se o vento solar ou as ejeções de massa coronal vão atingir a Terra e assim emitir um alerta.
Para proteger as redes elétricas, o EIS Council afirma que concessionárias estudam soluções como bancos de capacitores para absorver picos de energia. Segundo a organização, a única forma garantida de evitar danos graves seria saber com antecedência que a tempestade está a caminho e desligar partes da rede. Por isso, melhorar a previsão do clima espacial é uma prioridade.
Como você pode ajudar os cientistas?
O projeto Aurorasaurus reúne voluntários que ajudam cientistas a entender quando e como a atividade solar provoca auroras no mundo todo.
Existem muitas maneiras diferentes de você participar e ao fazer isso você aprenderá mais sobre auroras e receberá alertas quando uma estiver prestes a acontecer.
O site do projeto Aurorasauros é bem legal e você pode começar nesse projeto ainda hoje
Perguntas frequentes sobre tempestades solares
É uma explosão repentina de partículas, energia, campos magnéticos e material lançados pelo Sol no Sistema Solar.
O Sol gira mais rápido no equador do que nos polos, o que emaranha seus campos magnéticos. Quando eles se rompem e se reconectam (reconexão magnética), liberam uma enorme quantidade de energia.
Segundo a NASA, não causa danos diretos a quem está na superfície, porque o campo magnético e a atmosfera nos protegem. Os riscos são indiretos, como falhas em rádio, GPS, satélites e redes de energia. Astronautas e tripulantes de voos em grandes altitudes perto dos polos podem ter risco de radiação.
A luz de uma erupção leva cerca de 8 minutos. As partículas mais rápidas, cerca de 30 minutos ou menos. Uma ejeção de massa coronal rápida chega em cerca de 15 horas, e as mais lentas levam vários dias.
A erupção solar é um clarão de luz. A ejeção de massa coronal é uma nuvem de plasma, com bilhões de toneladas de material e campo magnético, que sai do Sol.
As erupções solares são classificadas em A, B, C, M e X, da mais fraca à mais forte. Cada classe é 10 vezes mais forte que a anterior.
Sim. Quando partículas carregadas, em especial as trazidas por ejeções de massa coronal, interagem com átomos e moléculas da atmosfera terrestre, surgem as auroras boreal e austral.
Em março de 1989 uma grande ejeção de massa coronal afetou o sistema elétrico de Quebec e causou falhas também na rede dos EUA.
Com uma frota de espaçonaves, como SOHO, SDO, STEREO e a sonda Parker, além de medições do vento solar no Ponto de Lagrange 1. A NOAA emite alertas quando uma tempestade de radiação atinge cada nível da escala S.
