Um estudo de investigação internacional enfatiza o papel fundamental da atmosfera superior da Terra no desenvolvimento de grandes tempestades geomagnéticas. Anteriormente, a importância da atmosfera da Terra era subestimada. A pesquisa lança luz sobre como o plasma ionosférico da Terra contribui para tempestades geomagnéticas juntamente com as influências solares. Tais tempestades podem impactar negativamente o campo magnético da Terra, afetando redes elétricas, sinais de rádio e sistemas GPS.
A alta atmosfera da Terra desempenha um papel crucial na formação de tempestades geomagnéticas, tanto solares como ionosféricas. plasma contribuindo para o seu desenvolvimento, de acordo com um novo estudo.
Um novo estudo revelou a importância da atmosfera superior da Terra na determinação de como as grandes tempestades geomagnéticas se desenvolvem. A pesquisa foi conduzida por uma equipe internacional liderada por pesquisadores de Universidade de Nagoia no Japão e na Universidade de New Hampshire nos Estados Unidos. As suas descobertas revelam a importância anteriormente subestimada da atmosfera da Terra.
Compreender os fatores que causam tempestades geomagnéticas é importante porque eles podem ter um impacto direto no campo magnético da Terra, como causar correntes indesejadas na rede elétrica e interromper sinais de rádio e GPS. Esta pesquisa pode ajudar a prever as tempestades que terão maiores consequências.
O papel do Sol nas tempestades geomagnéticas
Os cientistas sabem há muito tempo que as tempestades geomagnéticas estão associadas às atividades do Sol. Partículas carregadas quentes constituem a camada externa do Sol, aquela visível para nós. Estas partículas fluem para fora do Sol criando o “vento solar” e interagem com objetos no espaço, como a Terra. Quando as partículas atingem o campo magnético que envolve o nosso planeta, conhecido como magnetosfera, elas interagem com ele. As interações entre as partículas carregadas e os campos magnéticos levam ao clima espacial, às condições no espaço que podem afetar a Terra e aos sistemas tecnológicos como os satélites.
A importância da atmosfera da Terra na criação de grandes tempestades que afetam as comunicações por satélite. Crédito: Equipe Científica ERG
Magnetotail e sua importância
Uma parte importante da magnetosfera é a cauda magnética. A cauda magnética é a parte da magnetosfera que se estende para longe do Sol, na direção do fluxo do vento solar. Dentro da cauda magnética está a região da folha de plasma, que está cheia de partículas carregadas (plasma). A folha de plasma é importante porque é a região de origem das partículas que entram na magnetosfera interna, criando a corrente que causa as tempestades geomagnéticas.
Foco e resultados da pesquisa
Embora a importância do Sol seja bem conhecida, um grupo internacional de investigadores pretendeu resolver o mistério de quanto do plasma na magnetosfera vem da Terra e como essa contribuição muda durante uma tempestade geomagnética. O grupo foi liderado por Lynn Kistler, professora designada da Universidade de Nagoya e professora da Universidade de New Hampshire (nomeação cruzada), Yoshizumi Miyoshi, professor da Universidade de Nagoya, e Tomoaki Hori, professor designado da Universidade de Nagoya.
Para o seu estudo, eles usaram dados de uma grande tempestade geomagnética que aconteceu de 7 a 8 de setembro de 2017. Durante esse período, o Sol liberou uma enorme ejeção de massa coronal que colidiu com a atmosfera da Terra, resultando em uma enorme tempestade geomagnética. O impacto perturbou a magnetosfera, causando interferência em sinais de rádio, GPS e aplicações de cronometragem precisa.
Os pesquisadores analisaram retrospectivamente o transporte de íons durante este evento usando dados de diversas missões espaciais, incluindo a NASA/ Missão Magnetosférica Multiescala (MMS), a missão Japonesa Arase, a missão ESA/Cluster e a missão NASA/Wind. Eles distinguiram os íons daqueles do vento solar e daqueles da própria ionosfera.
Usando medições simultâneas da composição do vento solar para rastrear as mudanças na fonte, eles identificaram mudanças substanciais na composição e outras propriedades da folha de plasma próxima à Terra à medida que ela se desenvolvia. Essas propriedades da folha de plasma, como densidade, distribuição de energia das partículas e composição, afetam o desenvolvimento da tempestade geomagnética.
No início da fase principal da tempestade, a fonte mudou de dominada pelo vento solar para dominada pela ionosfera. “A descoberta mais importante foi que, no início da tempestade geomagnética, o plasma mudou de predominantemente solar para predominantemente ionosférico”, explicou Kistler. “Isso mostra que a tempestade geomagnética impulsiona mais fluxo da ionosfera da Terra e que o plasma ionosférico pode se mover rapidamente por toda a magnetosfera.”
“No geral, a nossa investigação contribui para a compreensão do desenvolvimento das tempestades geomagnéticas, mostrando a importância do plasma ionosférico da Terra”, continua ela. “Encontramos evidências convincentes de que os plasmas não apenas do Sol, mas também da Terra, provocam uma tempestade geomagnética. Em suma, as propriedades da folha de plasma (a densidade, a distribuição de energia das partículas, a composição) afetarão as tempestades geomagnéticas, e essas propriedades são diferentes para diferentes fontes.”
