Este é o conceito de um artista do campo magnético global da Terra, com o choque do arco. A Terra está no meio da imagem, cercada por seu campo magnético, representado por linhas roxas. O choque do arco é o crescente azul à direita. Muitas partículas energéticas do vento solar, representadas em ouro, são desviadas pelo "escudo" magnético da Terra.
(Imagem: © Walt Feimer (HTSI) / NASA / Laboratório de imagem conceitual do Goddard Space Flight Center)
O vento solar transmite plasma e partículas do sol para o espaço. Embora o vento seja constante, suas propriedades não são. O que causa esse fluxo e como isso afeta a Terra?
Estrela ventosa
A coroa, a camada externa do sol, atinge temperaturas de até 2 milhões de graus Fahrenheit (1,1 milhão de graus Celsius). Nesse nível, a gravidade do sol não consegue se agarrar às partículas que se movem rapidamente e elas fluem para longe da estrela.
A atividade do sol muda ao longo de seu ciclo de 11 anos, com números de manchas solares, níveis de radiação e material ejetado mudando ao longo do tempo. Essas alterações afetam as propriedades do vento solar, incluindo seu campo magnético, velocidade, temperatura e densidade. O vento também difere com base na origem do sol e na rapidez com que essa parte está girando.
A velocidade do vento solar é mais alta nos buracos coronais, atingindo velocidades de até 500 milhas (800 quilômetros) por segundo. A temperatura e a densidade sobre os furos coronais são baixas e o campo magnético é fraco, de modo que as linhas de campo são abertas ao espaço. Esses buracos ocorrem nos pólos e nas baixas latitudes, atingindo o maior nível quando a atividade no sol é mínima. As temperaturas no vento veloz podem chegar a 1 milhão de F (800.000 C).
No cinturão coronal em volta do equador, o vento solar viaja mais devagar, a cerca de 300 quilômetros por segundo. As temperaturas no vento lento chegam a 1,6 milhão de graus Celsius.
O sol e sua atmosfera são compostos de plasma, uma mistura de partículas carregadas positiva e negativamente a temperaturas extremamente altas. Mas, à medida que o material sai do sol, transportado pelo vento solar, ele se torna mais parecido com um gás.
"À medida que você se afasta do sol, a força do campo magnético cai mais rápido do que a pressão do material", afirmou Craig DeForest, físico solar do Instituto de Pesquisa do Sudoeste (SwRI) em Boulder, Colorado, em comunicado. "Eventualmente, o material começa a agir mais como um gás e menos como um plasma magneticamente estruturado".
Afetando a Terra
À medida que o vento viaja do sol, ele carrega partículas carregadas e nuvens magnéticas. Emitido em todas as direções, parte do vento solar está constantemente golpeando nosso planeta, com efeitos interessantes.
Se o material transportado pelo vento solar atingisse a superfície de um planeta, sua radiação causaria graves danos a qualquer vida que pudesse existir. O campo magnético da Terra serve como escudo, redirecionando o material ao redor do planeta para que ele flua além dele. A força do vento se estende para fora do campo magnético, de modo que ele é empurrado para dentro no lado do sol e estendido no lado da noite.
Às vezes, o sol cospe grandes rajadas de plasma, conhecidas como ejeções de massa coronal (CMEs), ou tempestades solares. Mais comuns durante o período ativo do ciclo conhecido como máximo solar, as EMCs têm um efeito mais forte do que o vento solar padrão. [Fotos: Fotos impressionantes de explosões solares e tempestades solares]
"As ejeções solares são os fatores mais poderosos da conexão sol-terra", afirma a NASA em seu site no Observatório de Relações Terrestres Solares (STEREO). "Apesar de sua importância, os cientistas não entendem completamente a origem e evolução das EMCs, nem sua estrutura ou extensão no espaço interplanetário". A missão STEREO espera mudar isso.
Quando o vento solar transporta CMEs e outras rajadas poderosas de radiação para o campo magnético de um planeta, pode fazer com que o campo magnético no lado de trás se pressione, um processo conhecido como reconexão magnética. As partículas carregadas voltam para os pólos magnéticos do planeta, causando belas imagens conhecidas como aurora boreal na atmosfera superior. [Fotos: Auroras incríveis de 2012]
Embora alguns corpos sejam protegidos por um campo magnético, outros não têm proteção. A lua da Terra não tem nada para protegê-la, então leva todo o peso. Mercúrio, o planeta mais próximo, tem um campo magnético que o protege do vento comum, mas exige toda a força de explosões mais poderosas, como as CMEs.
Quando os fluxos de alta e baixa velocidade interagem entre si, eles criam regiões densas conhecidas como regiões de interação co-rotativas (CIRs) que desencadeiam tempestades geomagnéticas quando interagem com a atmosfera da Terra.
O vento solar e as partículas carregadas que ele carrega podem afetar os satélites da Terra e os Sistemas de Posicionamento Global (GPS). Explosões poderosas podem danificar os satélites ou podem fazer com que os sinais de GPS disparem dezenas de metros.
O vento solar irrita todos os planetas do sistema solar. A missão New Horizons da NASA continuou a detectá-lo enquanto viajava entre Urano e Plutão.
"A velocidade e a densidade são médias juntas à medida que o vento solar se move", disse Heather Elliott, cientista espacial do SwRI em San Antonio, Texas, em comunicado. "Mas o vento ainda está sendo aquecido pela compressão à medida que viaja, para que você possa ver evidências do padrão de rotação do sol na temperatura, mesmo no sistema solar externo.
Estudando o vento solar
Sabemos sobre o vento solar desde os anos 50, mas, apesar de seus extensos efeitos na Terra e nos astronautas, os cientistas ainda não sabem como ele evolui. Várias missões nas últimas décadas procuraram explicar esse mistério.
Lançada em 6 de outubro de 1990, a missão Ulysses da NASA estudou o sol em várias latitudes. Ele mediu as várias propriedades do vento solar ao longo de mais de uma dúzia de anos.
O satélite Advanced Composition Explorer (ACE) orbita em um dos pontos especiais entre a Terra e o Sol, conhecido como ponto Lagrange. Nesta área, a gravidade do sol e do planeta puxa igualmente, mantendo o satélite em uma órbita estável. Lançado em 1997, o ACE mede o vento solar e fornece medições em tempo real do fluxo constante de partículas.
A sonda dupla da NASA, STEREO-A e STEREO-B estuda a borda do sol para ver como nasce o vento solar. Lançado em outubro de 2006, o STEREO forneceu "uma visão única e revolucionária do sistema sol-Terra", de acordo com a NASA.
Uma nova missão espera iluminar o sol e seu vento solar. O Parker Solar Probe da NASA, planejado para ser lançado no verão de 2018, visa "tocar o sol". Depois de vários anos orbitando a estrela, a sonda mergulhará na coroa pela primeira vez, usando uma combinação de imagens e medidas para revolucionar a compreensão da coroa e aumentar a compreensão da origem e evolução do vento solar.
"A Parker Solar Probe vai responder perguntas sobre física solar que discutimos por mais de seis décadas", disse Nicola Fox, cientista do Parker Solar Probe Project, do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins. "É uma espaçonave carregada de avanços tecnológicos que resolverão muitos dos maiores mistérios sobre nossa estrela, incluindo descobrir por que a coroa do sol é muito mais quente que a superfície".
Recursos adicionais
- Vento solar em tempo real (NOAA / Centro de Previsão do Tempo Espacial)
- Previsão para 3 dias (NOAA / Space Weather Prediction Center)
- Destaques semanais e previsão de 27 dias (NOAA / Space Weather Prediction Center)
