Explosão solar, erupção e tempestade solar: qual a diferença?

Explosão solar, erupção e tempestade solar: qual a diferença?

Por Danielle Cassita | Editado por Rafael Rigues | 05 de Junho de 2022 às 11h00
NASA/SDO

Erupções e explosões solares, ejeções de massa coronal e ventos solares de alta velocidade são alguns exemplos de atividade solar, o nome dado aos fenômenos causados pelos campos magnéticos do Sol. O monitoramento destes fenômenos é de grande importância, já que alguns deles podem causar problemas na Terra caso ocorram em direção ao nosso planeta.

A superfície do Sol está longe de ser um lugar tranquilo: ela é repleta de gases eletricamente carregados que geram campos magnéticos, áreas marcadas por forças magnéticas bastante poderosas. Estes gases não ficam parados, mas sim em movimento constante, o que faz com que os campos magnéticos solares sejam emaranhados, estendidos como elásticos e até retorcidos. Juntos, estes movimentos criam a chamada atividade solar.

Sol fotografado a bordo da Estação Espacial Internacional (Imagem: Reprodução/NASA/Goddard/Aaron Kaase)

De tempos em tempos, a atividade solar fica mais calma, mas depois volta a ficar bastante ativa. Estas variações acompanham o ciclo solar, nome dado às mudanças que ocorrem no campo magnético do nosso astro a cada 11 anos; durante os ciclos solares, a quantidade de manchas solares (regiões escuras e mais frias na superfície do Sol) vai de baixa para alta, e depois é reduzida novamente.

Ao longo dos ciclos, as explosões e erupções solares, junto das ejeções de massa coronal, aumentam. Como podem afetar as tecnologias e sistemas na Terra, os cientistas acompanham estes fenômenos atentamente.

Saiba mais sobre alguns fenômenos do Sol:

O que é uma explosão solar e erupção solar?

Erupção solar intensa, fotografada pela sonda SOHO em 4 de novembro de 2003 (Imagem: Reprodução/ESA & NASA/SOHO)

Lembra que mencionamos que os campos magnéticos do Sol são retorcidos e esticados o tempo todo? Estas distorções dos campos acontecem perto das manchas solares, e quando eles são reorganizados, ocorrem explosões solares intensas e bastante poderosas. Elas também são conhecidas como “erupções solares”, e são capazes de chegar a temperaturas altíssimas em questão de minutos.

Estas explosões podem liberar radiação por todo o espectro eletromagnético, indo desde as ondas de rádio (comprimentos de onda maiores) aos raios gama (comprimentos de onda menores). Quando são observadas, as erupções solares aparecem como áreas brilhantes no Sol, que podem durar desde poucos minutos a algumas horas.

Já a classificação delas é dada de acordo com o brilho que têm nos comprimentos de onda de raios X: as de classe X, por exemplo, são eventos tão intensos que podem causar blecautes de rádio em todo o mundo, afetando também satélites e até astronautas. Já as erupções de classe M têm tamanho médio, e podem causar blecautes de rádio breves nas regiões polares da Terra.

Erupção de classe X fotografada pelo observatório Solar Dynamics (Imagem: Reprodução/NASA/GSFC/SDO)

Por fim, as das classes A e B são bem comuns, tão fracas que não costumam causar efeitos significativos na Terra. As da classe C causam poucos efeitos por aqui, mas caso tenham longa duração, podem produzir ejeções de massa coronal. Quando isso acontece, as ejeções produzidas são lentas e de baixa intensidade, e não causam grandes perturbações geomagnéticas na Terra.

O que é ejeção de massa coronal?

As ejeções de massa coronal (ou “CME”, na sigla em inglês) descrevem grandes expulsões de plasma e campos magnéticos da coroa solar. As mais explosivas delas costumam ocorrer quando as estruturas do campo magnético, presentes na coroa solar inferior, ficam tão tensas que começam a se alinhar em uma nova configuração de menor tensão.

Este processo é chamado “reconexão magnética” e pode causar uma erupção solar que, normalmente, vem acompanhada de uma CME. Estes tipos de CMEs costumam acontecer em regiões solares com fluxos magnéticos fortes, como as regiões ativas relacionadas a grupos de manchas solares. Além disso, as ejeções são capazes de expelir bilhões de toneladas de material da coroa solar a altas velocidades.

Ejeção de massa coronal fotografada pelo observatório SOHO (Imagem: Reprodução/NASA/GSFC/SOHO/ESA)

As mais lentas podem se deslocar a 250 km/s, e as mais rápidas podem chegar a quase 3.000 km/s — se ocorrerem na direção da Terra, as CMEs mais velozes podem levar menos de 18 horas para nos alcançar. Embora sejam impressionantes, estas velocidades ainda são menores que aquelas alcançadas por erupções solares; na prática, isso nos dá mais tempo para nos prepararmos, caso alguma ejeção ocorra em direção à Terra.

Vale destacar que as erupções solares são fenômenos diferentes das ejeções de massa coronal. Antes, os cientistas acreditavam que as ejeções eram causadas pelas erupções; hoje, já se sabe que elas são grandes bolhas de gás envolvidas por linhas do campo magnético, que acabam ejetadas pelo Sol ao longo de algumas horas. Há CMEs que podem ocorrer acompanhadas das erupções, mas a maioria delas não tem relação.

Tempestade solar: o que é?

Antes de entender o que são tempestades solares, é importante compreender, primeiro, o clima espacial, formado pelo ambiente próximo da Terra e as mudanças que ocorrem nele. Como você deve ter suspeitado, o Sol é o principal causador do clima espacial, que pode ser afetado pelas erupções de plasma e campos magnéticos das ejeções de massas coronais, junto das explosões de radiação das erupções solares.

Felizmente, nosso planeta conta com a magnetosfera, uma região dominada pelo campo magnético da Terra. Pense nela como uma espécie de grande bolha magnética, que protege nosso planeta e atmosfera de raios cósmicos e partículas solares que, além de serem perigosas para nós, podem destruir as camadas atmosféricas. Isso não significa, no entanto, que a magnetosfera passa ilesa pelos eventos do clima espacial.

Esquema da magnetosfera da Terra (Imagem: Reprodução/NASA/Goddard/Aaron Kaase)

O Space Weather Prediction Center, laboratório e centro de serviços do Serviço Nacional de Meteorologia dos EUA, descreve dois tipos de tempestades originadas na atividade solar. Entre eles, estão as tempestades geomagnéticas, associadas a toneladas de plasma solar expelido durante ejeções de massa coronal. Elas podem causar grandes efeitos na magnetosfera terrestre, ionosfera e termosfera.

Já as tempestades de radiação solar vêm de grandes explosões solares, que costumam causar CMEs e erupções solares. Estes fenômenos aceleram partículas carregadas a altíssimas velocidades — entre elas, estão os prótons, partículas capazes de atravessar a magnetosfera que envolve a Terra. Depois de passar por ela, as partículas descem as linhas do campo magnético terrestre e penetram a atmosfera próxima dos polos sul e norte. As auroras boreais são formadas por interações entre as partículas eletricamente carregadas e o campo magnético da Terra.

Quando ocorrem, estes eventos podem causar alguns problemas em nosso planeta: se colidirem com satélites ou com astronautas no espaço, os prótons podem danificar circuitos eletrônicos e até o DNA humano. Além disso, as partículas energéticas que chegam à ionosfera trazem energia em forma de calor, que aumenta a densidade na atmosfera superior e aumenta o arrasto nos satélites na órbita baixa da Terra, o que pode acabar causando sua queda. Há, ainda, riscos de falhas em sinais de rádio e erros nas informações de GPS.

Fonte: Space Weather, ESA, SWPC (1, 2); Via: EarthSky

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