Introdução
Desde o começo do ano de 2012 fortes tempestades solares vem atingindo nosso planeta,muitas delas foram as mais fortes dos últimos 6 anos.
Mas o que são as tempestades solares?Como ocorrem?Quais as consequências?Quais seus perigos?Descubra isso e muito mais aqui.
As erupções solares acontecem quando um grande fluxo de radiação emitida pelo Sol atinge o campo magnético e a atmosfera da Terra.O distúrbio ocorre quando há ejeções maciças de massa da coroa solar. Quando fortes rajadas de vento solar atingem a Terra, as ondas de radiação se chocam com a magnetosfera, alterando a intensidade e a direção do campo magnético terrestre. Em casos extremos pode causar quedas de energia elétrica, interferência no funcionamento dos satélites de comunicação e de instrumentos de navegação, com efeitos imprevisíveis sobre o clima. As auroras boreais e austrais são espetáculos luminosos que ocorrem com as tempestades geomagnéticas.
Manchas Solares,proeminências e explosões solares
Por meio de imagens de telescópios, podemos ver diversas características interessantes no Sol que podem afetar a Terra. Vejamos as manchas, as proeminências e as explosões solares.
Ocasionalmente, nuvens de gases da cromosfera ascendem e se movimentam ao longo das linhas magnéticas dos pares de manchas solares. Os arcos de gás são chamados de proeminências (Figura 4). As proeminências podem durar de dois a três meses atingindo até 50 mil quilômetros de extensão ou mais, acima da superfície do Sol. Ao atingir essa altura acima da superfície, podem entrar em erupção, algo que pode durar de alguns minutos a algumas horas, e jogar grandes quantidades de material através da coroa, que cairão no espaço a mil km/s. Essas erupções são chamadas de ejeção da massa coronal.
Nosso escudo protetor
Partículas de alta energia liberadas pelas erupções solares podem ser tão prejudiciais aos seres humanos quanto a radiação das explosões nucleares. A atmosfera e a magnetosfera da Terra em geral permitem a proteção adequada dentro de seus limites, mas os astronautas no espaço estão sujeitos a doses potencialmente letais de radiação. A penetração de partículas de alta energia em seres vivos pode causar danos aos cromossomos, o câncer, e muitos outros problemas de saúde e doses grandes podem ser fatais imediatamente. Os prótons solares com energias superiores a 30Megaeletronvolts (MeV) são particularmente perigosos. Em outubro 1989, o Sol emitiu partículas suficientes para matar um astronauta desprevenido sobre a superfície da Lua. Os astronautas na Estação Espacial Mir foram expostos a doses diárias de aproximadamente duas vezes a dose que receberiam em um ano em terra, apesar do campo magnético terrestre se estender a uma distancia suficiente para protegê-los. Durante a tempestade solar no fim de 1989 absorveram a dose de radiação anual em apenas algumas horas. A ISS possui um compartimento especial, dotado de grossas paredes, onde os astronautas ficam confinados sempre que se observa alguma atividade mais forte no Sol.
Rajada Solar.
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Desde o começo do ano de 2012 fortes tempestades solares vem atingindo nosso planeta,muitas delas foram as mais fortes dos últimos 6 anos.
Mas o que são as tempestades solares?Como ocorrem?Quais as consequências?Quais seus perigos?Descubra isso e muito mais aqui.
As erupções solares acontecem quando um grande fluxo de radiação emitida pelo Sol atinge o campo magnético e a atmosfera da Terra.O distúrbio ocorre quando há ejeções maciças de massa da coroa solar. Quando fortes rajadas de vento solar atingem a Terra, as ondas de radiação se chocam com a magnetosfera, alterando a intensidade e a direção do campo magnético terrestre. Em casos extremos pode causar quedas de energia elétrica, interferência no funcionamento dos satélites de comunicação e de instrumentos de navegação, com efeitos imprevisíveis sobre o clima. As auroras boreais e austrais são espetáculos luminosos que ocorrem com as tempestades geomagnéticas.
Manchas Solares,proeminências e explosões solares
Por meio de imagens de telescópios, podemos ver diversas características interessantes no Sol que podem afetar a Terra. Vejamos as manchas, as proeminências e as explosões solares.
Manchas solares
As manchas solares são áreas escuras e frias que aparecem em pares na fotosfera, e são caracterizadas também como campos magnéticos intensos (cerca de 5 mil vezes maiores que o da Terra) que atravessam a superfície.As linhas de campo saem por uma mancha e entram novamente por outra. O campo magnético é gerado pelos movimentos dos gases no interior do Sol. A atividade das manchas solares ocorre como parte de um ciclo de 11 anos chamado ciclo solar em que há períodos de atividade máxima e mínima. Atualmente, estamos em época de atividade solar máxima (Figura 3).
 Foto cedida pelo consórcio SOHO. O SOHO é um projeto de cooperação internacional entre a ESA e a NASA. Figura 3. O ciclo solar de 11 anos refletido por uma série de manchas solares registradas até o momento e projetadas (linha pontilhada). São mostradas as imagens domagnetograma do MDI (em cinza) e do EIT em 195 ângstroms (em verde). Neste ciclo, o Sol passa por um período de atividade (máximo solar) seguido de um período de calmaria (mínimo solar). O nível ascendente pode ser visto claramente na comparação entre as imagens do EIT e do MDI.verde). Neste ciclo, o Sol passa por um período de atividade (máximo solar) seguido de um período de calmaria (mínimo solar). O nível ascendente pode ser visto claramente na comparação entre as imagens do EIT e do MDI. |
Não se sabe o que causa este ciclo de 11 anos, mas foram propostas duas hipóteses:
- a rotação irregular do Sol distorce e torce as linhas de campo magnético no interior. As linhas de campo torcidas atravessam a superfície e formam pares de manchas solares. Por fim, as linhas de campo se separam e a atividade das manchas solares diminui. O ciclo se reinicia;
- imensos tubos de gás circulam no interior do Sol em altas latitudes e começam a se mover em direção ao Equador. Quando giram uns contra os outros, formam manchas. Uma vez que tenham chegado no Equador, se quebram e as manchas solares diminuem.
Ocasionalmente, nuvens de gases da cromosfera ascendem e se movimentam ao longo das linhas magnéticas dos pares de manchas solares. Os arcos de gás são chamados de proeminências (Figura 4). As proeminências podem durar de dois a três meses atingindo até 50 mil quilômetros de extensão ou mais, acima da superfície do Sol. Ao atingir essa altura acima da superfície, podem entrar em erupção, algo que pode durar de alguns minutos a algumas horas, e jogar grandes quantidades de material através da coroa, que cairão no espaço a mil km/s. Essas erupções são chamadas de ejeção da massa coronal.
 Figura 4. Grande proeminência eruptiva solar na imagem do hélio-2 a 304 ângstroms com uma imagem da Terra adicionada para a comparação do tamanho. Esta proeminência em 24 de julho de 1999 foi particularmente grande e na forma de arco, e chegou a atingir 35 vezes o tamanho do planeta Terra. As proeminências em erupção, quando direcionadas para a Terra, podem afetar os aparelhos de comunicação, os sistemas de navegação e até as redes elétricas, enquanto produzem auroras visíveis no céu durante a noite. |
Fulgurações solares
Às vezes, em grupos complexos de manchas solares, explosões violentas e abruptas ocorrem, chamadas de fulgurações solares. Acredita-se que sejam causadas por alterações repentinas no campo magnético em áreas nas quais ele está concentrado. As fulgurações solares são acompanhadas por liberação de gás, elétrons, luz visível, raios ultravioleta e raios-X. Quando esta radiação e estas partículas atingem o campo magnético da Terra, interagem com ele nos pólos para produzir as auroras (boreais, austrais) como mostra a figura abaixo (Figura 5). Os "flares" solares também podem interferir nas comunicações, nos satélites, nos sistemas de navegação e até mesmo nas redes elétricas. A radiação e as partículas ionizam a atmosfera e impedem o movimento das ondas de rádio entre os satélites e o solo ou entre o solo e o solo. As partículas ionizadas na atmosfera podem induzir descargas de eletricidade na fiação elétrica e levar a oscilações de energia. Essas oscilações podem sobrecarregar uma rede elétrica e causar blecautes (quedas de energia).
Às vezes, em grupos complexos de manchas solares, explosões violentas e abruptas ocorrem, chamadas de fulgurações solares. Acredita-se que sejam causadas por alterações repentinas no campo magnético em áreas nas quais ele está concentrado. As fulgurações solares são acompanhadas por liberação de gás, elétrons, luz visível, raios ultravioleta e raios-X. Quando esta radiação e estas partículas atingem o campo magnético da Terra, interagem com ele nos pólos para produzir as auroras (boreais, austrais) como mostra a figura abaixo (Figura 5). Os "flares" solares também podem interferir nas comunicações, nos satélites, nos sistemas de navegação e até mesmo nas redes elétricas. A radiação e as partículas ionizam a atmosfera e impedem o movimento das ondas de rádio entre os satélites e o solo ou entre o solo e o solo. As partículas ionizadas na atmosfera podem induzir descargas de eletricidade na fiação elétrica e levar a oscilações de energia. Essas oscilações podem sobrecarregar uma rede elétrica e causar blecautes (quedas de energia).
 Figura 5. O campo magnético do Sol e a liberação de plasma afetam diretamente a Terra e o resto do sistema solar. Os ventos solares formam a magnetosfera da Terra, e as tempestades magnéticas estão ilustradas aqui, à medida que se aproximam da Terra. Essas tempestades que ocorrem com freqüência podem interferir nos aparelhos de comunicação e nos equipamentos de navegação, danificar satélites e até mesmo causar blecautes (quedas de energia). As linhas brancas representam o vento solar, a linha roxa é a linha de choque em arco e as linhas azuis em volta da Terra representam sua magnetosfera protetora. A nuvem magnética de plasma pode ter viajado 50 milhões de quilômetros de distância no momento em que chega à Terra. |
Campo magnético da Terra
A Terra recebe radiação de diferentes energias e origens do espaço, mas sua superfície está razoavelmente protegida por diversas camadas da atmosfera. A magnetosfera funciona como um escudo protetor de plasma, onde partículas carregadas são controladas pelo campo magnético que desvia a maior parte das partículas energéticas que chegam ao planeta. Um fluxo de radiação eletromagnética emitida pelo Sol chega à Terra constantemente e sofre influência do campo geomagnético e da atmosfera terrestre, que impedem que o planeta seja atingido diretamente e fazendo com que o vento solar flua em torno do campo.
Mas a magnetosfera pode se tornar perturbada e alterar sua intensidade e direção quando o Sol apresenta um número grande de erupções e nuvens de partículas solares de alta velocidade atingem o planeta. A radiação transborda a magnetosfera e ioniza outras regiões da atmosfera trazendo diversas conseqüências eletromagnéticas e climáticas.
Auroras
Uma das consequências deste fenômeno são as Auroras Boreais e Austrais.
A aurora boreal (luzes do norte) e a aurora austral (luzes do sul) sempre fascinaram a humanidade. Algumas pessoas chegam a viajar milhares de quilômetros apenas para observar o espetáculo de luzes brilhantes na atmosfera terrestre. As auroras que circundam o pólo magnético norte (boreal) e o pólo magnético sul (austral) ocorrem quando elétrons de carga elevada provenientes do vento solar interagem com elementos da atmosfera terrestre. Os ventos solares fluem escapando do Sol com velocidades de cerca de 1,6 milhões de quilômetros por hora. Quando alcançam a Terra cerca de 40 horas depois de deixarem o Sol, seguem linhas de força magnética geradas pelo núcleo da Terra, fluindo através da magnetosfera por uma área com formato de lágrima constituída de campos magnéticos e elétricos de alta carga.
Os elétrons, quando penetram na atmosfera terrestre superior, encontram átomos de oxigênio e de nitrogênio em altitudes de 32 a 320 quilômetros acima da superfície terrestre. A cor da aurora depende do átomo que colide com o elétron e da altitude em que se dá essa colisão.
- Oxigênio - verde, até 240 quilômetros de altitude
- Oxigênio - vermelha, até 240 quilômetros de altitude
- Nitrogênio - azul, até 96 quilômetros de altitude
- Nitrogênio - púrpura/violeta, acima de 96 quilômetros de altitude
As auroras geralmente ocorrem ao longo das "auroras ovais" que têm centros nos pólos magnéticos e não nos pólos geográficos. De uma forma aproximada, correspondem aos círculos ártico e antártico. Em certas ocasiões, entretanto, as luzes ficam ao Sul, mais distantes, geralmente quando ocorrem muitas manchas solares. A atividade das manchas solares segue um ciclo de 11 anos. O próximo pico ocorrerá em 2012 e 2013, com boa probabilidade de ocorrência de auroras fora da faixa usual.
Através das histórias, as pessoas vêm escrevendo e falando sobre sons que estariam associados às auroras, embora nada tenha sido registrado nesse sentido. Os cientistas não conseguiram ainda chegar a um acordo sobre o que produz sons durante a aurora.
Informações:
Quando este fenômeno ocorre em regiões próximas ao pólo norte é chamado de aurora boreal e quando aconteceu no pólo sul é chamado de aurora austral. Estes fenômenos são mais comuns entre os meses de fevereiro, março, abril, setembro e outubro.
A aurora boreal pode aparecer em vários formatos: pontos luminosos, faixas no sentido horizontal ou circulares. Porém, aparecem sempre alinhados ao campo magnético terrestre. As cores podem variar muito como, por exemplo, vermelha, laranja, azul, verde e amarela. Muitas vezes aparecem em várias cores ao mesmo tempo.
Em momentos de tempestades solares, a Terra é atingida por grande quantidade de ventos solares. Nestes momentos as auroras são mais comuns. Porém, se por um lado somos agraciados com este lindo show de luzes da natureza, por outro somos prejudicados. Estes ventos solares interferem em meios de comunicação (sinais de televisão, radares, telefonia, satélites) e sistemas eletrônicos diversos.
A aurora boreal pode aparecer em vários formatos: pontos luminosos, faixas no sentido horizontal ou circulares. Porém, aparecem sempre alinhados ao campo magnético terrestre. As cores podem variar muito como, por exemplo, vermelha, laranja, azul, verde e amarela. Muitas vezes aparecem em várias cores ao mesmo tempo.
Em momentos de tempestades solares, a Terra é atingida por grande quantidade de ventos solares. Nestes momentos as auroras são mais comuns. Porém, se por um lado somos agraciados com este lindo show de luzes da natureza, por outro somos prejudicados. Estes ventos solares interferem em meios de comunicação (sinais de televisão, radares, telefonia, satélites) e sistemas eletrônicos diversos.
Curiosidades
O nome aurora boreal foi dado pelo astrônomo Galileu Galilei em homenagem à deusa romana Aurora (do amanhecer) e seu filho Boreais.
Perigos da Radiação
Partículas de alta energia liberadas pelas erupções solares podem ser tão prejudiciais aos seres humanos quanto a radiação das explosões nucleares. A atmosfera e a magnetosfera da Terra em geral permitem a proteção adequada dentro de seus limites, mas os astronautas no espaço estão sujeitos a doses potencialmente letais de radiação. A penetração de partículas de alta energia em seres vivos pode causar danos aos cromossomos, o câncer, e muitos outros problemas de saúde e doses grandes podem ser fatais imediatamente. Os prótons solares com energias superiores a 30Megaeletronvolts (MeV) são particularmente perigosos. Em outubro 1989, o Sol emitiu partículas suficientes para matar um astronauta desprevenido sobre a superfície da Lua. Os astronautas na Estação Espacial Mir foram expostos a doses diárias de aproximadamente duas vezes a dose que receberiam em um ano em terra, apesar do campo magnético terrestre se estender a uma distancia suficiente para protegê-los. Durante a tempestade solar no fim de 1989 absorveram a dose de radiação anual em apenas algumas horas. A ISS possui um compartimento especial, dotado de grossas paredes, onde os astronautas ficam confinados sempre que se observa alguma atividade mais forte no Sol.
Os raios cósmicos e, principalmente, a radiação do Sol, podem causar sérias doenças aos astronautas, podendo levá-los à morte, por isso a previsão do tempo espacial é critico para prever com antecedência segura as ondas de radiação que ameacem os astronautas e os equipamentos das espaçonaves. Para que astronautas viagem à Lua ou Marte, em segurança, será necessário que a espaçonave possua um compartimento totalmente blindado para que possam se proteger das radiações intensas.
Importância de monitoração
Existem vários equipamentos para medir as variações do campo geomagnético, instalados tanto na Terra como no espaço. A monitoração e as transmissões de alertas geofísicos são muito importantes para que providências possam ser tomadas com antecedência contra os efeitos nocivos das tempestades geomagnéticas. Um aviso antecipado de uma eminente tempestade geomagnética permite que as distribuidoras de energia elétrica, por exemplo, evitem danos em suas redes e que satélites, naves espaciais e astronautas possam ser protegidos. Magnetrômetros são práticos e versáteis instrumentos de medidas de campos magnéticos. Estes aparelhos são aptos em medir campos magnéticos de intensidade mínima e monitorar suas variações.
Sensores na Terra e no espaço observam continuamente porções especificas do espectro de energia do Sol para monitorar os seus níveis e indicações de eventos significativos. Uma importante ferramenta de monitoração é o satélite Soho, que atua na posição intermediária entre a Terra e o Sol e detecta as explosões na superfície solar, avisando com antecedência a chegada de tempestades radioativas à Terra.
Rajada Solar.
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