Uma poderosa tempestade solar atingiu a Terra nos passados dias 18 e 19 de setembro, presenteando os observadores das latitudes mais a norte com um espetáculo de luz criado pelas “luzes do norte”. As redes sociais encheram-se de imagens com as ondas verdes e arroxeadas no céu e pedidos de casamento à luz da aurora boreal. Mas que outros impactos podem ter estas tempestades solares?
Como se formam as auroras?
Uma grande ejeção de material da coroa solar foi projetado em direção à Terra no dia 16 de setembro e causou a extensa aurora boreal que se observou nos dias 18 e 19 de setembro — à semelhança do que já tinha acontecido no dia 12. O espetáculo de “luzes do norte” foi observado numa grande parte dos Estados Unidos, até em estados que não têm tanta oportunidade de observar este fenómeno, e no norte da Europa, do Reino Unido à Estónia.
Quando as tempestades solares fazem com que as partículas ejetadas pelo Sol atinjam a parte superior da atmosfera terrestre, estas interagem com as partículas aí presentes e iluminam os céus noturnos: o verde deve-se à colisão com moléculas de oxigénio (O2) e os tons avermelhados resultam das colisões das partículas solares com moléculas de azoto (N2).
Yesterday’s long duration M-class flare, with beautiful flare ribbons separation (red) and hot flare fan (cyan). In general, #SolarFlare activity is currently lower than what we’d expect from this point in the solar cycle. #SpaceWeather #astronomy pic.twitter.com/Zsi3rFqSLj
— Dr. Ryan French (@RyanJFrench) September 15, 2023
Quais os riscos associados a uma tempestade solar?
A influência do campo magnético do Sol estende-se para lá da órbita de Plutão, o que permite ter uma ideia do impacto que têm no sistema solar (e, em particular, na Terra) as variações na atividade solar. Regra geral, quanto maior o número de manchas solares, maior a atividade solar (mas nem sempre é assim). A atividade dos campos magnéticos solares provoca erupções com libertação de radiação e de plasma.
Este plasma, ou gás ionizado a altas temperaturas, é libertado a partir da coroa solar e faz parte dos ventos solares. Quando os iões do plasma e a radiação chegam à Terra, interferem no campo magnético terrestre e podem causar tempestades geomagnéticas, comprometendo as comunicações de rádio de alta frequência, os satélites do sistema de posicionamento global (GPS) ou até a rede elétrica.
De facto, as tempestades solares podem danificar ou afetar o funcionamento de satélites e naves espaciais, assim como colocar em perigo os astronautas que se encontrem no exterior da Estação Espacial Internacional, porque ficam expostos a uma radiação intensa. Se os cientistas conseguirem fazer uma boa previsão da atividade solar, os satélites podem ser colocados em modo de segurança e os astronautas podem adiar as atividades que tenham para fazer no exterior, refere uma página educativa da agência espacial norte-americana (NASA, National Aeronautics and Space Administration).
Last 48 hours of solar activity pic.twitter.com/w9WM9El8wA
— Science (@ScienceGuys_) September 16, 2023
Quanto tempo dura um ciclo solar?
Tal como o magma não pára de borbulhar no interior da Terra, a atividade do Sol causada pelo seu campo magnético também não tem interrupções. Mas tem ciclos: oscila entre momentos com mais atividade e momentos com menos.
Cada um desses ciclos inicia-se depois de se atingir o ponto mais baixo da atividade, a partir do momento em que a atividade começa a aumentar, chega a um pico de atividade máxima e depois volta a diminuir. Os ciclos são descritos como períodos aproximados de 11 anos, mas podem ser tão curtos como oito anos ou chegar até aos 14. Além disso, a intensidade do ciclo e o momento em que atinge o pico são muito variáveis.
O que causa a entrada num novo ciclo é a mudança dos campos magnéticos do Sol: o norte passa a ser o sul e o sul passa a ser o norte. “Os campos magnéticos polares do Sol enfraquecem, chegam a zero e depois emergem novamente com a polaridade oposta”, disse Phil Scherrer, investigador na Universidade de Stanford, citado pela NASA em 2013. Os campos magnéticos da Terra também trocam o norte com o sul, mas isso acontece, em média, a cada 300 mil anos — embora a última vez já tenha acontecido há 780 mil anos.
O que se espera para o ciclo solar 25?
A observação das manchas solares entre 1826 e 1843 permitiu ao astrónomo amador Heinrich Schwabe descobrir que o Sol tinha ciclos de atividade. A partir de 1755, os cientistas começaram a contar os ciclos solares e a observar a sua grande variabilidade. Estamos, atualmente, no ciclo 25, que teve início em dezembro de 2019.
O ciclo solar 24 foi invulgar, de acordo com a agência meteorológica norte-americana (NOAA, National Oceanic and Atmospheric Administration): foi o quarto menos intenso desde que se iniciaram os registos (em 1755) e o ciclo mais fraco dos últimos 100 anos — no pico, foram registadas 114 manchas solares, muito abaixo da média de 179.
As primeiras previsões para o ciclo solar 25 era de que fosse tão fraco como o ciclo 24 e que atingisse o pico em julho de 2025, com um máximo de 115 manchas solares. Mas o painel de especialistas composto por especialistas da NASA, NOAA e Serviço Internacional de Ambiente Espacial (ISES) também previam que o ciclo 25 quebrasse a tendência de enfraquecimento dos quatro ciclos anteriores (ao longo de mais de 4o anos).
Apesar de não estarmos a prever um ciclo solar 25 particularmente ativo, erupções violentas podem acontecer no Sol a qualquer momento”, disse Doug Biesecker, membro do painel, citado pela NOAA em 2020.
Entretanto, este verão, a atividade solar atingiu 159 manchas solares em julho, de acordo com a revista Science. E já ultrapassou duas vezes a marca das 200 manchas solares este mês de setembro, escreveu o físico Keith Strong na plataforma X (antigo Twitter). “Conseguimos uma previsão absolutamente precisa? Não. Mas considerando o nível de incerteza associado ao que estamos a fazer aqui, temos na verdade uma previsão muito boa”, disse Lisa Upton, coordenadora do painel NASA/NOAA, citada pela Science.
Prever o ciclo solar é assim tão importante?
O painel de especialistas da NASA, NOAA e ISES, apontaram o pico do ciclo solar 25 para julho de 2025, mas desde o início do verão que correm notícias de que o pico chegará vários meses mais cedo, em meados de 2024. A Forbes, no entanto, reportou que ainda não há evidência de que o pico chegará mais cedo e que as divergências se devem a diferentes modelos de previsão: NASA/NOAA (instituições governamentais) versus Centro Nacional de Investigação Atmosférica (NCAR, uma instituição não-governamental).
Para o ciclo solar 25, os dois grupos, que usam modelos de predição diferentes, chegaram a conclusões completamente distintas: a NASA/NOAA aponta para um ciclo fraco e o NCAR para um dos mais violentos de que há registo. Para o NCAR, o ciclo solar atual começou no outono de 2020 (em vez de 2019) e terá um pico de 210 a 260 manchas solares (em vez de 115). Mais, o NCAR considera que os ciclos solares são de 22 anos (em vez de 11). O problema é que flutuações mensais são tão grandes que é difícil dizer qual dos modelos está correto, comentou o físico Ryan French.
Em qualquer dos casos, no entanto, os modelos parecem estar vocacionados para prever o ciclo solar e não para prever tempestades solares extremas. “O papel dos ciclos solares no clima solar pode estar sobrevalorizado”, disse à Forbes Ryan French, físico solar no Observatório Solar Nacional, no Colorado. A melhor forma de prevenir os impactos da atividade solar na Terra é analisar cada mancha solar para avaliar se poderão ter uma erupção (e libertar radiação e plasma).
A RAPIDLY GROWING SUNSPOT REGION: In less than a day, this little region went from a single small sunspot to a complex multi-spot region, several times the size of the Earth. No flares from it yet but if the growth and these spot motion continue at this pace there likely will be. pic.twitter.com/Undsr07IMR
— Keith Strong (@drkstrong) September 21, 2023
As tempestades solares podem causar alterações no clima terrestre?
Não. As tempestades solares e as interações com o campo eletromagnético acontecem apenas ao nível da ionosfera, a parte mais alta da atmosfera entre os 50 e os 965 quilómetros acima da superfície terrestre, que serve, precisamente, para proteger a Terra da radiação vinda do Sol. Assim, as tempestades solares não têm impacto na troposfera, a camada mais baixa da atmosfera (junto à superfície), que determina o clima no planeta, refere a página da NASA dedicada às alterações climáticas.
Mais, ao longo do ciclo solar a quantidade de radiação eletromagnética recebida do Sol por unidade de superfície varia no máximo em 0,15%, o que não é energia suficiente para causar alterações de longo prazo no clima terrestre, destaca também a NASA. “Se o Sol estivesse a provocar o aquecimento da Terra, seria de esperar que a camada mais alta da atmosfera estivesse cada vez mais quente. Pelo contrário, a camada inferior da atmosfera está mais quente, enquanto a camada mais alta está a arrefecer. Isto corresponde muito mais a mudanças provocadas pelo aumento do dióxido de carbono”, lê-se na página.
