O que aconteceria se uma enorme ejeção de massa coronal do Sol nos atingisse diretamente hoje? A questão não é ficção científica.Porque algo assim já aconteceu e virou o planeta de cabeça para baixo: estamos falando da chamada Evento Carrington, considerada a maior tempestade solar da qual temos registro instrumental e testemunhal.
Aquele choque cósmico não foi uma mera anedota. Do final de agosto ao início de setembroEm pleno século XIX, o céu se iluminou com cores vibrantes, os telégrafos pararam de funcionar em diversos países e a magnetosfera da Terra se deformou como massinha de modelar. E atenção: pesquisas recentes sugerem que a intensidade do fenômeno foi ainda maior do que imaginávamos, com mudanças no campo magnético em uma velocidade que ameaçaria o nosso planeta hoje. infraestruturas mais críticas.
O que foi o Evento Carrington e como ele se desenrolou?
Para contextualizar, precisamos voltar a 1º de setembro de 1859. Ricardo C. CarringtonUm astrônomo britânico observava um enorme grupo de manchas solares quando viu um clarão de luz branca no disco solar: uma erupção excepcional, visível mesmo em plena luz do dia. Apenas 17 horas e 40 minutos depois, o material ejetado pelo Sol (uma ejeção de massa coronal) chegou à Terra de uma forma excepcionalmente rápida.
O episódio foi precedido por dias de turbulência na superfície solar. Inúmeras manchas foram contabilizadas a partir de 28 de agosto. e flashes de luz; na verdade, eles já haviam sido registrados naquela noite. auroras incomuns em toda a América do Norte. O ponto culminante ocorreu entre 1 e 2 de setembro, quando a interação Sol-Terra se intensificou e a tempestade geomagnética liberou toda a sua força.
As investigações apontam para uma sequência de duas ejeções. O primeiro levou entre 40 e 60 horas (normal)., enquanto o segundo, que viajou através do “corredor de plasma aberto"Graças ao impacto anterior, foram necessárias apenas 17 horas para percorrer os 150 milhões de quilômetros. Esse segundo impacto veio acompanhado de um campo magnético orientado para o sul." Ideal para acoplamento e vibração do campo de soloE foi essa tempestade que provocou o verdadeiro vendaval geomagnético.
Em poucos minutos, a atmosfera superior foi aquecida pelos raios X e raios ultravioleta da erupção solar. Expandiu-se e aumentou o "arrasto" na órbita terrestre baixa.A magnetosfera, que normalmente se estende até cerca de 60.000 km da Terra, foi drasticamente comprimida, com estimativas situando-a em torno de 7000 km. Houve relatos de que o cinturão de radiação de Van Allen enfraqueceu temporariamente. descarregar prótons e elétrons em direção à atmosfera, alimentando auroras em latitudes inimagináveis.
A erupção solar em Carrington pode ter atingido temperaturas de dezenas de megakelvin. Não apenas a luz visível: também raios X e até radiação gama.Prótons com energias da ordem de dezenas de MeV chegaram e penetraram profundamente na atmosfera polar. Estudos modernos associaram essas chuvas de partículas a uma redução de aproximadamente 5% no ozônio estratosférico, cuja recuperação levaria vários anos.
Assim era vivenciado na Terra: auroras, telégrafos e noites de fogo.
A parte "humana" do evento foi tão espetacular quanto perturbadora. Havia auroras em abundância nas latitudes médias e até mesmo nas regiões tropicais.De Madrid e Roma, passando por Santiago do Chile e Concepción, até Havana, Havaí e norte da Colômbia (com relatos de Montería e também da Costa Rica). Na Austrália, o Moreton Bay Courier descreveu “bonitos tons de vermelho” por várias noites consecutivas.
A cena se repetiu em todo o mundo: Você poderia ler o jornal à meia-noite. Com o brilho vermelho-esverdeado do céu. Nas Montanhas Rochosas, os mineiros se levantaram, acenderam suas fogueiras e tomaram café da manhã, pensando que era amanhecer, quando na verdade era uma da manhã. Alguns interpretaram aquele céu flamejante como um sinal apocalíptico, compreensível se você nunca viu uma aurora boreal na vida.
Mas, para além do espetáculo, o dano foi real. Sistemas telegráficos, depois a rede global de comunicaçõesAs redes entraram em colapso na Europa e na América do Norte; houve picos de energia que afetaram as operadoras, incêndios em escritórios e falhas em cascata. Os relatos indicam interrupções generalizadas que duraram aproximadamente 14 horas. Paradoxalmente, algumas conexões fortemente carregadas com eletricidade atmosférica... As mensagens foram transmitidas sem baterias., aproveitando a energia gerada pela própria tempestade. Como está sendo preparada a defesa tecnológica?
A infraestrutura elétrica da época era incipiente, portanto o impacto tecnológico foi limitado em comparação com os dias de hoje. Imagine um episódio semelhante no século XXI.Com satélites, redes elétricas interligadas, GPS, aviação e serviços bancários digitais: os prejuízos seriam na casa dos bilhões e a recuperação, longa e complexa.
O que os registros dizem: mais intenso do que pensávamos.
Grande parte do que sabemos vem de observatórios da época, como Kew e Greenwich (Londres). Seus magnetômetros “fotográficos” Eles usaram feixes de luz refletidos por espelhos para traçar a evolução do campo em papel fotossensível. O problema: a tempestade era tão poderosa que a luz ultrapassou a escala do papel, saturando o registro em momentos críticos.
A digitalização moderna dessas bandas permitiu extrair mais valor. Medição da velocidade de batimento antes e depois da saturação.Estima-se que o campo magnético tenha variado a uma taxa mínima de cerca de 500 nT por minuto em latitudes como a de Londres, um valor enorme. Para se ter uma ideia, nessa latitude, atingir 350–400 nT/min uma vez por século é considerado extraordinário; portanto, Carrington talvez se encaixe melhor na faixa de eventos antigos.
Além dos magnetômetros, as "impressões digitais químicas" corroboram a magnitude do evento. Em núcleos de gelo da Groenlândia e da Antártica Foi detectado um pico de nitrato, associado a intensas explosões de partículas solares, as maiores em cinco séculos. Tudo isso condiz com uma tempestade geomagnética verdadeiramente extrema para os padrões históricos.
Além de 1859: eventos de Miyake e outros episódios notáveis
O Evento Carrington é a maior tempestade geomagnética observada diretamente, mas Não é a pior coisa que o The Sun já fez. Se olharmos para trás, milhares de anos, estudos de radiocarbono (C-14) em anéis de árvores identificaram os "Eventos de Miyake": picos abruptos causados por explosões de partículas solares. Nove foram encontrados nos últimos 15.000 anos, com episódios notáveis em 774 e 993 d. c.
Um estudo recente de subfósseis de árvores encontrados no rio Drouzet (Alpes Franceses) detectou um pico gigantesco que data de cerca de... 14 300 anosaproximadamente o dobro do número de eventos nos séculos VIII e X. Comparando o carbono-14 com o berílio em núcleos de gelo, as evidências apontam para uma tempestade solar extrema como causa. Tais eventos, se ocorressem hoje, pode danificar transformadores em grande escala, podendo causar apagões por meses, além de afetar satélites e representar riscos de radiação para os astronautas.
À medida que nos aproximamos da era tecnológica, não faltam motivos para preocupação. Em 1989, uma tempestade "menor" causou o colapso da rede elétrica de Quebec. por mais de nove horas, com prejuízos que chegaram a milhões. Em 1994, problemas com satélites de comunicação (ANIK E1 e E2) interromperam os serviços no Canadá, e em 1997 o Telstar 401 foi danificado. Os efeitos da expansão atmosférica causada por raios X em um satélite japonês também foram relatados em julho de 2000.
Para aumentar o mistério, em 23 de julho de 2012, ocorreu uma ejeção de massa coronal que, de acordo com várias análises, tangenciaram a órbita da Terra dias depois da Terra ter passadoCaso tenham coincidido, alguns estudos descreveram a tempestade como muito maior do que a de Carrington. De qualquer forma, serve como um lembrete: supertempestades não são um mito.
Sem ir tão longe, Em maio de 2024, vimos auroras em latitudes incomuns. e interrupções nas comunicações de rádio HF. A NOAA chegou a classificar os níveis como severos e emitiu alertas aos operadores de infraestrutura para mitigar os impactos potenciais. Uma análise preliminar do MIT sugeriu que até metade dos satélites em LEO Eles registraram anomalias relacionadas à tempestade, incluindo a desativação temporária dos sistemas de segurança anticolisão.
Se acontecesse hoje: riscos reais e como estamos nos preparando.
A ESA testou cenários de "pior caso". Um sinalizador de classe X45 (radiação em 8 minutos), seguida por uma chuva de partículas em 10 a 20 minutos e, após cerca de 15 horas, uma ejeção de massa coronal (EMC) a 2000 km/s. A receita perfeita para interrupções no GPS/Galileo, perturbações no radar, falhas eletrônicas em satélites (inversão de bits, reinicializações) e, em órbita baixa, um aumento no arrasto atmosférico de até 400%.
Em terra, as correntes induzidas geomagneticamente podem saturar e danificar transformadores. distorcendo as ondas de 50/60 Hz e forçando paralisações. Oleodutos, cabos longos e redes ferroviárias também são vulneráveis. A tomada de decisões é complicada porque, com dados degradados, uma manobra evasiva Tomar medidas para evitar uma colisão com um satélite pode aumentar o risco de colisões com outros objetos.
Para ganhar tempo e reduzir os danos, existe vigilância global. A DSCOVR fornece dados no local. do vento solar; a sonda Parker Solar Probe da NASA e a Solar Orbiter da ESA estão estudando a origem das erupções; e novas ferramentas estão chegando: Surya, uma IA desenvolvida pela IBM e pela NASA, promete melhorar a previsão de descargas atmosféricas em menos tempo. A ESA também está implantando a rede D3S e preparando a missão Vigil para o nível L5 para observar o Sol de perfil. emitir alertas antecipados.
Quando o aviso chega a tempo, há margem para manobra. Os operadores podem reconfigurar os satélites.Desconectar cargas sensíveis, redirecionar aeronaves para rotas mais seguras em relação à radiação, reduzir a potência dos transformadores ou seccionar a rede elétrica para conter os danos. Isso não impede o evento, mas atenua o custo do projeto de lei e acelera a recuperação.
Por que o The Sun consegue dar um espetáculo desses?
Por trás de toda tempestade existe magnetismo. As manchas solares são regiões de intenso campo magnético.Ali, ocorrem erupções solares (explosões de radiação) e ejeções de massa coronal (nuvens de plasma com seu próprio campo magnético). Se o campo da EMC atingir a direção "sul", ele se acopla melhor com a magnetosfera e A tempestade geomagnética irrompe..
A energia máxima provém da fusão nuclear no núcleo solar. Em cada reação, aproximadamente 0,7% da massa Ela é transformada em energia (E=mc²). Essa energia viaja primeiro através da zona radiativa (com cerca de 500.000 km de espessura) e depois através da zona convectiva (com cerca de 200.000 km), emergindo na forma de grânulos. que ferve na fotosfera. Cada "grânulo" se transforma em 10 a 15 minutos, evidência de transporte convectivo imparável.
O Sol tem ciclos de cerca de 11 anos, com picos de atividade. Milhares de fenômenos foram registrados durante o ciclo de 2008–2019.Na ordem de 13.000 nuvens de plasma e cerca de 21.000 erupções solares, o que dá uma ideia da hiperatividade ocasional da nossa estrela. A maioria passa despercebida por nós; Às vezes, no entantoO chute vai reto e acerta o gol.
Impactos tecnológicos documentados e lições aprendidas
A lista de danos modernos aumenta a cada ciclo. Redes elétricas, satélites, rádio, GPS…todos demonstraram vulnerabilidades. Casos como o ANIK E1/E2 (1994) e o Telstar 401 (1997) ilustram que tempestades podem interromper serviços essenciais. Em 1989, Quebec aprendeu da pior maneira possível como isso pode acontecer. um GIC mal administrado Isso resulta em um apagão generalizado.
A atmosfera superior também desempenha seu papel: quando os raios X aquecem a termosfera, A densidade aumenta em altitudes elevadas. E os satélites em órbita baixa da Terra desaceleram mais, consomem combustível ajustando suas órbitas e aumentam o risco de colisões. Se você somar tudo isso... medições degradadas E com mais objetos "cruzando" uns aos outros, gerenciar o tráfego espacial se torna uma odisseia.
Conceitos-chave para orientação
- Clima espacialConjunto de condições do Sol e do meio interplanetário que afetam a Terra e a tecnologia.
- Ejeção de massa coronal (EMC)Nuvem de plasma e campo magnético que podem causar tempestades geomagnéticas severas.
- erupção solar: rajada de radiação (raios X/UV) que chega em minutos e altera a ionosfera.
- Estrela flamejanteComportamento do Sol como uma estrela capaz de emitir erupções de grande intensidade.
Vale a pena falar sobre probabilidades. estimativas matemáticas recentes Eles estimam a possibilidade de outra tempestade da magnitude de Carrington nas próximas décadas entre 0,46% e 1,88%. Não é motivo para pânico, mas é algo a se ter em mente. têm planos e redundânciasSe os registros de Kew e Greenwich, os picos de nitrato no gelo ou os anéis das árvores nos Alpes nos ensinam alguma coisa, é que o Sol, de tempos em tempos, prega peças. grande momentoE quanto mais dependemos da eletrônica, mais nos torna importantes estarmos preparados para o próximo desafio.
