Um gráfico que representa a sonda ACE e Wind da NASA e a sonda Cluster da ESA que encontram jatos de partículas solares. Crédito da imagem: UC Berkeley Clique para ampliar
Uma frota de sondas espaciais da NASA e da Agência Espacial Européia observou um imenso jato de partículas eletricamente carregadas no vento solar entre o Sol e a Terra. O jato, com pelo menos 200 vezes a largura da Terra, era alimentado por campos magnéticos conflitantes em um processo chamado "reconexão magnética".
reconexão magnética ao vento solar
Esses jatos são o resultado de aceleradores de partículas naturais que superam qualquer coisa construída na Terra. Os cientistas constroem aceleradores de partículas de quilômetros na Terra para esmagar átomos, em um esforço para entender as leis fundamentais da física.
Jatos semelhantes à reconexão ocorrem no escudo magnético da Terra, produzindo efeitos que podem desativar a espaçonave em órbita e causar tempestades magnéticas graves em nosso planeta, às vezes interrompendo usinas de energia.
Os jatos interplanetários recém-descobertos são muito maiores do que aqueles que ocorrem dentro do escudo magnético da Terra. A nova observação é a primeira medição direta, indicando que a reconexão magnética pode ocorrer em imensas escalas.
Compreender a reconexão magnética é fundamental para compreender fenômenos explosivos em todo o Universo, como explosões solares (explosões de bilhões de megatons na atmosfera do Sol), explosões de raios gama (explosões intensas de radiação de estrelas exóticas) e fusão nuclear de laboratório. Assim como um elástico pode se romper repentinamente quando torcido demais, a reconexão magnética é um processo natural pelo qual a energia em um campo magnético estressado é repentinamente liberada quando muda de forma, acelerando partículas (íons e elétrons).
“Somente com medições coordenadas de naves espaciais de conexão Sun-Earth como ACE, Wind e Cluster, podemos explorar o ambiente espacial com detalhes sem precedentes e em três dimensões”, diz o Dr. Tai Phan, principal autor dos resultados, da Universidade da Califórnia. Berkeley. “O ambiente espacial próximo à Terra é o único laboratório natural onde podemos fazer medições diretas da física dos fenômenos magnéticos explosivos que ocorrem em todo o Universo.” O artigo de Phan aparece como artigo de capa na Nature em 12 de janeiro.
O vento solar é um fluxo diluído de gás eletricamente carregado (ionizado) que sopra continuamente do sol. Como o vento solar é eletricamente carregado, ele carrega campos magnéticos solares. O vento solar que surge de diferentes lugares do Sol carrega campos magnéticos apontando em diferentes direções. A reconexão magnética no vento solar ocorre quando "folhas" de campos magnéticos direcionados de maneira oposta são pressionadas juntas. Ao fazer isso, as folhas se conectam para formar uma seção transversal em forma de X que é aniquilada ou quebrada para formar uma nova geometria de linha magnética. A criação de uma geometria magnética diferente produz jatos extensos de partículas fluindo para longe do local de reconexão.
Até recentemente, a reconexão magnética era relatada principalmente na "magnetosfera" da Terra, o escudo magnético natural ao redor da Terra. É composto por linhas de campo magnético geradas pelo nosso planeta e nos defende do fluxo contínuo de partículas carregadas que compõem o vento solar, defletindo-as. No entanto, quando as linhas de campo magnético interplanetário transportadas pelo vento solar estão na orientação oposta às linhas de campo magnético da Terra, a reconexão é acionada e o material solar pode romper o escudo da Terra.
Alguns eventos de reconexão anteriores medidos na magnetosfera da Terra sugeriram que o fenômeno era intrinsecamente aleatório e irregular na natureza, estendendo-se não mais do que algumas dezenas de milhares de quilômetros (milhas). No entanto, "essa descoberta encerra um longo debate sobre se a reconexão é intrinsecamente irregular ou se pode operar em vastas regiões do espaço", disse o Dr. Jack Gosling, da Universidade do Colorado, co-autor do artigo e pioneira em pesquisas sobre reconexão no espaço.
A imagem mais ampla da reconexão magnética surgiu quando seis naves espaciais? as quatro naves espaciais da Agência Espacial Européia e o Advanced Composition Explorer (ACE) da NASA e sondas de vento? Estavam voando no vento solar fora da magnetosfera da Terra em 2 de fevereiro de 2002 e fizeram uma descoberta casual. Durante um período de cerca de duas horas e meia, todas as naves espaciais observaram em sequência um único fluxo enorme de partículas jateadas, com pelo menos 2,5 milhões de quilômetros de largura (cerca de 1,5 milhão de milhas ou quase 200 diâmetros da Terra), causadas pelo maior evento de reconexão de todos os tempos medido diretamente.
"Se a reconexão observada fosse irregular, uma ou mais naves espaciais provavelmente não teriam encontrado um fluxo acelerado de partículas", disse Phan. "Além disso, eventos de reconexão aleatória e irregular teriam resultado em diferentes naves espaciais, detectando jatos direcionados em diferentes direções, o que não era o caso".
Como a sonda detectou o jato por mais de duas horas, a reconexão deve ter sido quase constante durante pelo menos esse período de tempo. Outros 27 eventos de reconexão em larga escala? com os jatos associados - foram identificados pela ACE e pela Wind, quatro dos quais com mais de 50 diâmetros terrestres, ou 650.000 quilômetros (cerca de 400.000 milhas). Graças a esses dados adicionais, a equipe pôde concluir que a reconexão com o vento solar deve ser encarada como um fenômeno constante e prolongado.
O evento de 2 de fevereiro de 2002 poderia ter sido consideravelmente maior, mas as naves espaciais não foram separadas por mais de 200 diâmetros da Terra, portanto sua verdadeira extensão é desconhecida. Duas novas missões da NASA ajudarão a avaliar o tamanho real desses eventos e examiná-los com mais detalhes. A missão do Observatório de Relações Terrestres Solares (STEREO), programada para ser lançada em maio ou junho de 2006, consistirá em duas naves espaciais orbitando o Sol em lados opostos da Terra, separadas por quase 300 milhões de quilômetros. Sua principal missão é observar as Ejeções de Massa Coronal, erupções de bilhões de toneladas de gás eletricamente carregado do Sol, em três dimensões. No entanto, a sonda também poderá detectar eventos de reconexão magnética que ocorrem no vento solar com instrumentos que medem campos magnéticos e partículas carregadas. A missão Magnetospheric Multi-Scale (MMS), planejada para lançamento em 2013, utilizará quatro naves espaciais idênticas em várias órbitas da Terra para realizar estudos detalhados da causa da reconexão magnética na magnetosfera da Terra.
Fonte original: Comunicado de imprensa da NASA
