O Sol possui uma configuração que pode influenciar a forma como os satélites funcionam e afetar sistemas de comunicação aqui na Terra. Por conta das diversas trocas ocorridas entre suas camadas, ocorrem Tempestades Solares, que liberam partículas, que acabam por prejudicar diversos sistemas terrestres. 

As tempestades solares são tema de pesquisa do professor da Escola de Engenharia (EE) da Universidade Presbiteriana Mackenzie (UPM), Paulo Aguiar Simões, que também faz parte do Centro de Astronomia e Astrofísica Mackenzie (CRAAM). O Na Lupa! conversou com o pesquisador, que recentemente publicou um artigo na revista The Astrophysical Journal.

O professor explica que as tempestades solares estão relacionadas à troca de energia entre as camadas do Sol. “Regiões ativas estão associadas a intensos campos magnéticos e à presença de manchas solares; são nestas regiões que as tempestades solares, também conhecidas como explosões solares ou flares, ocorrem”. 

O Sol possui camadas como a fotosfera, mais interna e na qual a luz não atravessa e, portanto, não podemos “ver” o interior solar. É nesta região que surgem as chamadas manchas solares. Acima, está a cromosfera, com temperaturas mais altas e um plasma com menor densidade. No topo da cromosfera, em uma fina camada de transição, a temperatura sobe abruptamente, passando de 1 milhão de Kelvin, e a densidade do plasma cai muitas ordens de grandeza, tornando-se muito rarefeito. Por fim, existe a coroa, em que a influência dos campos magnéticos é marcante, estruturando o plasma, em particular nas chamadas regiões ativas.

“O súbito aumento de temperatura entre a cromosfera e a coroa, um fenômeno contrário ao esperado pela intuição de que a temperatura diminui com a distância da fonte, ainda não tem uma explicação física estabelecida”, aponta o docente.

As tempestades solares são provocadas a partir da energia acumulada nos campos magnéticos coronais, liberada repentinamente. Ao fazer isso, o plasma solar é aquecido e provoca liberação de partículas como elétrons e prótons. Os elétrons sofrem um processo de ionização e são liberados no meio espacial, podendo atingir a Terra.

Todo esse processo ocorre principalmente em períodos de maior atividade solar, que geralmente acontece a cada 11 anos. Durante os períodos de alta atividade, os efeitos solares na Terra são mais nítidos: aumento de ocorrência de auroras, blecautes de comunicações de rádio, aumento do efeito de cintilação nos sinais de navegação global via satélite (GPS), o cancelamento de lançamentos de satélites, entre outros. 

“O conjunto destes fenômenos, juntamente com as propriedades físicas do meio interplanetário próximo à Terra, é chamado de Clima Espacial”, explica.

Paulo Simões indica que a observação dos fenômenos solares e do clima espacial é feita a partir de modelos computacionais. “Dados observacionais nas diversas faixas do espectro eletromagnético nos permitem entender melhor a evolução das tempestades solares e as propriedades físicas do plasma envolvido no evento. Cada faixa de radiação do espectro eletromagnético pode revelar uma fração importante destas informações”, diz.

A ionização de partículas de hidrogênio existente no plasma solar provoca emissões de radiação no chamado contínuo de Lyman (LyC). “Descrições teóricas deste processo sugerem que a chamada temperatura de cor do LyC estaria associada à temperatura do plasma de origem desta emissão, portanto, servindo como um método de diagnóstico de temperatura do plasma durante tempestades solares”, afirma Simões. Algumas pesquisas indicam que a temperatura de cor do LyC passa de 9000 graus Kelvin (em períodos calmos) para 12 mil ºK a 16 mil ºK.

Para realizar essas observações, é utilizado o código RADYN, uma das principais ferramentas de simulação de tempestades solares, usado para calcular a emissão LyC sob diversas condições de deposição de energia. No artigo, o professor relembra que outros pesquisadores, usando o código, confirmam a associação entre a temperatura de cor do espectro LyC e a temperatura do plasma da região de onde a emissão é originada. 

“As simulações permitem acesso a propriedades que não podemos ver diretamente através de observações: estrutura vertical da temperatura, densidade, grau de ionização, altura da deposição de energia, e muitos outros”, finaliza.  

Na Lupa! 

Com o objetivo de lançar luz à pesquisa científica desenvolvida no Mackenzie, o Na Lupa! é um novo quadro de divulgação científica mackenzista. Com tradição em inovar e empreender, a pesquisa é uma das preocupações da UPM e das Faculdades do Mackenzie, o que coloca a instituição como uma referência no fazer científico. Toda investigação, apuração e verificação desenvolvida na instituição ganha agora um espaço para divulgação.