A supertempestade solar Gannon esmagou a plasmasfera da Terra a um nível recorde

Atsuki Shinbori, do Instituto de Pesquisa Ambiental Espaço-Terra da Universidade de Nagoya, reuniu observações diretas durante a tempestade e produziu a primeira visão detalhada de como tal evento comprime a plasmasfera da Terra (uma região protetora de partículas carregadas que cerca o planeta). Os resultados, publicados em Terra, Planetas e Espaçomostram como a plasmasfera e a ionosfera respondem durante intensas perturbações solares e oferecem informações que podem melhorar as previsões de interrupções de satélites, problemas de GPS e problemas de comunicação causados ​​por condições climáticas espaciais extremas.

Satélite Arase captura um raro colapso da plasmasfera

Lançado pela Agência de Exploração Aeroespacial do Japão (JAXA) em 2016, o satélite Arase viaja pela plasmasfera da Terra e mede ondas de plasma e campos magnéticos. Durante a supertempestade de maio de 2024, estava numa posição ideal para registar a forte compressão da plasmasfera e a longa e lenta recuperação que se seguiu. Isto marcou a primeira vez que os cientistas tiveram dados contínuos e diretos mostrando a plasmasfera contraindo-se a uma altitude tão baixa durante uma supertempestade.

“Rastreamos as mudanças na plasmasfera usando o satélite Arase e usamos receptores GPS terrestres para monitorar a ionosfera – a fonte de partículas carregadas que reabastecem a plasmasfera. O monitoramento de ambas as camadas nos mostrou quão dramaticamente a plasmasfera se contraiu e por que a recuperação demorou tanto”, explicou o Dr.

Supertempestade empurra a plasmasfera para altitudes recordes

A plasmasfera trabalha com o campo magnético da Terra para ajudar a bloquear partículas carregadas nocivas do Sol e do espaço profundo, oferecendo proteção natural para satélites e outras tecnologias. Em condições normais, esta região estende-se longe da Terra, mas a tempestade de Maio forçou a sua borda exterior para dentro, de cerca de 44.000 km acima da superfície para apenas 9.600 km.

A tempestade se formou após várias erupções importantes no Sol liberarem bilhões de toneladas de partículas carregadas em direção à Terra. Em apenas nove horas, a plasmasfera foi comprimida para cerca de um quinto do seu tamanho normal. A sua recuperação foi invulgarmente lenta, exigindo mais de quatro dias para reabastecer, o que é o tempo de recuperação mais longo registado desde que Arase começou a monitorizar a região em 2017.

“Descobrimos que a tempestade causou primeiro um aquecimento intenso perto dos pólos, mas mais tarde isto levou a uma grande queda nas partículas carregadas em toda a ionosfera, o que retardou a recuperação. Esta perturbação prolongada pode afectar a precisão do GPS, interferir nas operações dos satélites e complicar a previsão do tempo espacial”, observou o Dr.

Supertempestade empurra Auroras mais longe em direção ao Equador

Durante o pico da tempestade, a atividade do Sol comprimiu o campo magnético da Terra com tanta força que as partículas carregadas foram capazes de viajar muito mais longe ao longo das linhas do campo magnético em direção ao equador. Como resultado, auroras vívidas apareceram em lugares que raramente as ocorrem.

As auroras normalmente ocorrem perto dos pólos porque o campo magnético da Terra canaliza as partículas solares para a atmosfera de lá. Esta tempestade foi suficientemente poderosa para deslocar a zona auroral para muito além da sua localização habitual, perto dos círculos Ártico e Antártico, produzindo exibições em regiões de latitudes médias, como o Japão, o México e o sul da Europa – áreas onde as auroras raramente são vistas. Tempestades geomagnéticas mais fortes permitem que as luzes alcancem regiões cada vez mais equatoriais.

Tempestades negativas retardam o retorno da Plasmaesfera ao normal

Cerca de uma hora após a chegada da supertempestade, partículas carregadas surgiram na atmosfera superior da Terra em altas latitudes e fluíram em direção à calota polar. À medida que a tempestade enfraqueceu, a plasmasfera começou a se reabastecer com partículas fornecidas pela ionosfera.

Esse processo de reabastecimento geralmente leva apenas um ou dois dias, mas neste caso a recuperação se estendeu por quatro dias devido a um fenômeno conhecido como tempestade negativa. Numa tempestade negativa, os níveis de partículas na ionosfera caem drasticamente em grandes áreas quando o aquecimento intenso altera a química atmosférica. Isso reduz os íons de oxigênio que ajudam a criar as partículas de hidrogênio necessárias para restaurar a plasmasfera. As tempestades negativas são invisíveis e só podem ser detectadas por satélites.

“A tempestade negativa retardou a recuperação, alterando a química atmosférica e cortando o fornecimento de partículas para a plasmasfera. Esta ligação entre tempestades negativas e recuperação retardada nunca tinha sido claramente observada antes”, disse o Dr. Shinbori.

Por que essas descobertas são importantes para o clima espacial e a tecnologia

Estes resultados fornecem uma compreensão mais clara de como a plasmasfera muda durante uma forte tempestade solar e como a energia se move através desta região do espaço. Vários satélites tiveram problemas elétricos ou pararam de transmitir dados durante o evento, os sinais de GPS tornaram-se menos precisos e as comunicações de rádio foram interrompidas. Saber quanto tempo a camada de plasma da Terra leva para se recuperar de tais perturbações é essencial para prever o clima espacial futuro e para proteger a tecnologia que depende de condições estáveis ​​no espaço próximo à Terra.