NASA rastreia movimento lento em anomalia no campo magnético da Terra

Por Daniele Cavalcante | 18 de Agosto de 2020 às 11h53
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A Anomalia Magnética do Atlântico Sul (SAA, do inglês South Atlantic Anomaly) tem sido observada atentamente pela NASA. Trata-se de uma região onde a parte mais interna do cinturão de Van Allen tem sua aproximação máxima com a superfície da Terra, perto da América do Sul. Isso faz com que o campo magnético, responsável por repelir a radiação solar antes que ela chegue na Terra, dê um “mergulho” rumo à superfície.

Nessa região, a intensidade de radiação solar é mais intensa do que em qualquer outra, colocando em risco equipamentos eletrônicos e sistemas de comunicação. Até mesmo sinais de satélites na órbita terrestre têm seus dados afetados quando são transmitidos por essa região da nossa magnetosfera. O Hubble, por exemplo, para de fazer observações enquanto está passando pela SSA - caso contrário, poderia ser terrivelmente danificado.

Cientistas já sabem que a causa disso é o fato de que o centro do campo magnético terrestre esta deslocado em relação ao centro geográfico por 450 km. Mas como lidar com o problema, ainda mais sabendo que a SSA continua avançando para a direção oeste a uma velocidade de 0,3° por ano?

Visão transversal do cinturão de VanAllen, destacando o ponto onde ocorre a SSA (Imagem: Marko Markovic)

A NASA quer responder essa pergunta e, para isso, está monitorando as mudanças na força do campo magnético dessa região, tanto para saber como elas afetam a atmosfera da Terra, como para entender melhor o que está acontecendo com os campos magnéticos da Terra, nas profundezas do globo. Embora a SAA não tenha atualmente impactos sérios na vida diária na superfície, as observações e previsões científicas mostram que a região está se expandindo e continua a enfraquecer em intensidade.

Outro fenômeno curioso é que a região também está se dividindo - dados recentes mostram que esse “mergulho” se dividiu em dois lóbulos, criando mais desafios para as missões dos satélites. Então, cientistas da NASA realizaram pesquisas de geomagnética, geofísica e heliofísica e modelam a SAA para monitorar e prever mudanças futuras. O modelo poderá ajudar a nos prepararmos para futuros problemas que os satélites e sistemas de comunicação possam encontrar no espaço ao passar pela SSA.

Como a anomalia se forma

A SSA acontece porque o campo magnético da Terra é formado no núcleo do planeta, que é feito de um fluido de metais derretidos, que se move conforme a rotação do planeta. Por isso, o movimento rigoroso desses metais age como um grande gerador, chamado geodínamo, criando correntes elétricas que produzem o campo magnético. À medida que o movimento do núcleo muda ao longo do tempo, devido às complexas condições geodinâmicas dentro do núcleo, o campo magnético também flutua no espaço e no tempo.

Esses processos dinâmicos no núcleo se propagam para o campo magnético ao redor do planeta, e há algumas consequências disso, como a inclinação dos polos magnéticos, que também se movem ao longo do tempo, desalinhados do eixo de rotação. Essas mudanças no campo são importantes de serem observadas, pois dão aos cientistas novas pistas para entender a dinâmica do geodínamo.

Todos esses fatores contribuem para a produção da anomalia, resultando em uma área de magnetismo mais fraco na região do Altântico Sul, e permitindo que partículas carregadas do Sol, capturadas pelo campo magnético da Terra, cheguem mais perto da superfície. Pense nisso como uma casa com teto muito baixo e tão fino que os moradores sentem o calor do Sol mais intensamente sobre suas cabeças do que sentiriam em uma casa construída corretamente.

No geral, o campo magnético da Terra nos protege muito bem dos ventos solares, carregados de partículas e campos magnéticos prejudiciais e cheios de radiação. Quando este material atinge a magnetosfera da Terra, ele pode ficar preso em dois cinturões ao redor do planeta, os cinturões de Van Allen (famoso por causa das teorias de conspiração sobre a suposta farsa da ida de astronautas à Lua).

Esses cinturões restringem as partículas de viajar ao longo das linhas do campo magnético da Terra, e mantém a radiação a uma distância saudável da Terra e de seus satélites. No entanto, quando uma tempestade solar mais forte atinge a Terra, os cinturões podem ficar altamente energizados e o campo magnético pode ser deformado, permitindo que as partículas carregadas penetrem na atmosfera. É aí que a SSA pode ser uma grande fragilidade do nosso escudo protetor.

Medidas para nos proteger

A magnetosfera da Terra (Imagem: NASA Goddard/Bailee DesRocher)

Essa região mais frágil pode ser perigosa para satélites em órbita baixa da Terra, especificamente quando eles passam através dela. Se um satélite estiver atravessando a SSA e, por azar do destino, for atingido por um próton de alta energia, ele pode entrar em curto-circuito e sofrer uma falha temporária ou até mesmo danos permanentes.

Para evitar a perda de instrumentos ou de um satélite inteiro, os operadores geralmente desligam componentes não essenciais à medida que passam pelo SAA. Para ajudar, a NASA tem um instrumento chamado Ionospheric Connection Explorer, que viaja regularmente pela região, investigando o clima espacial, e mantendo certo controle sobre a posição da SAA.

A Estação Espacial Internacional (ISS), que está em órbita baixa da Terra, também passa pela SAA, mas ela está bem protegida, assim como suas tripulações, graças a um revestimento especial que recebeu. No entanto, instrumentos que ficam do lado de fora da estação, não contam com essa proteção. Felizmente, os cientistas criaram um meio de fazer com que os detectores dos instrumentos sejam reinicializados ao passar pela região.

Os cientistas da NASA também estudaram a radiação de partículas na região com o Solar, Anomalous e Magnetospheric Particle Explorer (SAMPEX), a primeira das missões do Small Explorer da NASA, lançada em 1992. Ela forneceu observações até 2012 e permitiu o estudo liderado pela heliofísica da NASA Ashley Greeley. Em sua tese de doutorado, ela usou os dados do SAMPEX para mostrar que a SAA está vagarosamente - mas constantemente - indo na direção noroeste. Essa pesquisa ajudara a confirmar os modelos criados para mostrar e monitorar como o SAA muda conforme o campo geomagnético evolui.

Outras equipes também contribuem com os modelos globais do campo magnético da Terra através de observações, usando dados da constelação Swarm, da Agência Espacial Europeia. O objetivo é usar dados observacionais combinados aos modelos de dinâmica para prever a variação geomagnética no futuro. Assim, teremos mais chances de proteger os equipamentos de alguma crise no futuro.

Fonte: NASA

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