No
espaço existem duas fontes
principais de radiação. A
primeira, e mais óbvia, é o Sol.
Na dinâmica solar, há períodos
em que o astro se mostra
relativamente "calmo" e outros
em que se comporta como um
monstro furioso, alternando
esses dois comportamentos em
ciclos de aproximadamente 11
anos. No máximo do ciclo, surgem
manchas solares por toda a
superfície solar. Flares e
emissão de massa coronal (CME,
na sigla em inglês) ocorrem com
freqüência, lançando no espaço
nuvens de bilhões de toneladas
de material altamente
energético.
Um
flare ocorre quando a energia
magnética contida no Sol se
acumula - formando um pico
próximo da superfície -, explode
e desencadeia a liberação
repentina de partículas de alta
energia pelo espaço afora.
As CMEs ocorrem quando as linhas
do campo magnético se rompem.
Uma grande CME pode lançar
bilhões de toneladas de
partículas carregadas e de gás
quente para o espaço a centenas
de milhares de quilômetros por
hora.
Durante os dois tipos de
eventos, as partículas mais
energéticas atingem a Terra em
poucos minutos. Em períodos em
que a atividade solar está no
máximo, vários flares e CMEs
entram em erupção diariamente.
Mas mesmo períodos de baixa
atividade não garantem segurança
total para os astronautas. A
atividade solar, embora baixa em
alguns momentos, nunca cessa.
A
segunda, e mais previsível,
fonte de radiação do espaço são
os raios cósmicos galácticos.
Supostamente produzidos durante
explosões de supernovas, essas
partículas bombardeiam o Sistema
Solar vindas de todas as
direções. A taxa do fluxo dessas
partículas é baixa, mas elas
viajam a altíssimas velocidades.
Os raios cósmicos são
constituídos de prótons, núcleos
de elementos pesados de alta
energia. Os núcleos que podem
afetar significativamente as
funções biológicas vão desde o
hidrogênio até o ferro. Núcleos
pesados - como o ferro - são os
mais perigosos.
"Os raios cósmicos galácticos
são formados por partículas
altamente ionizadas e podem
prejudicar seriamente os
tecidos", afirma Cary Zeitlin,
especialista em radiação do
Lawrence Berkeley National
Laboratory, em Berkeley,
Califórnia. "No entanto, o fluxo
dessas partículas é muito
baixo." Mesmo um evento de
partículas solares intenso
produz muito poucas partículas
tão perigosas. Uma partícula
isolada, gerada por um evento
solar típico, produz danos muito
menores que um íon pesado gerado
por raios cósmicos. Mas, além
dessas partículas, o Sol produz
outras.
Previsões pessimistas
Destruição da Terra
é certa, diz
cientista
A
estrela Eta Carinae,
que tem uma massa
gigantesca
Mais cedo ou mais tarde,
uma catástrofe vinda
do espaço eliminará
toda a vida na
Terra. Esta é a
opinião do cientista
Aaaron Dar, do
Instituto de
Pesquisa Espacial
Technion, de Israel.
Com base nas mais
recentes
estatísticas
disponíveis, ele
alega que uma
estrela com uma
massa gigantesca no
fim do seu período
de vida entrará em
colapso, formando um
buraco negro e
liberando uma onda
de radiação
destrutiva, que
esterilizaria
qualquer planeta em
seu caminho -
inclusive a Terra.
Embora a maior parte
dessas ondas não
deva acertar a
Terra, estudos
sugerem que isso
deve acontecer pelo
menos uma vez em
todos os planetas em
intervalos de cem
milhões de anos -
curiosamente o
intervalo das
grandes destruições
ocorridas na Terra.
"É uma certeza, as
escalas de tempo são
comparáveis às
extinções em massa
registradas na
história geológica
da Terra", disse
Dar.
Maiores que o Sol
Estrelas com massas
gigantes, superiores
à do Sol, estão
espalhadas por toda
a galáxia.
Acredita-se que
quando entrarem em
colapso, no fim de
suas vidas, elas
emitam uma intensa
onda de radiação,
chamada raios-gama,
no espaço.
O cientista
israelense
Aaaron Dar |
A força desses raios
e das partículas
subatômicas que os
acompanharão é tão
grande que eles
podem ter uma
influência decisiva
na vida da galáxia à
que pertence a
Terra.
"Se uma onda como
essa atingir a
Terra, os efeitos
serão completamente
devastadores, algo
que ninguém poderia
imaginar", afirmou o
cientista
israelense.
No lado da Terra que
estiver sujeito à
explosão, ondas
chamuscantes vão
atravessar a
atmosfera e chegarão
à superfície.
Apenas momentos
depois da chegada da
radiação, a
temperatura
atmosférica vai
começar a subir
rapidamente.
Todo material
orgânico na
superfície da Terra
começará a queimar.
Nesse estágio, os
sobreviventes podem
se esconder em
prédios e abrigos.
Mas o pior ainda
estará por vir.
A primeira explosão
de raios-gama vai
durar uma fração de
segundo. Momentos
depois, virão os
raios cósmicos, que
inundarão nosso
planeta por dias.
Eles não deixarão
nenhum lugar para
nos escondermos.
Os raios cósmicos
são partículas
altamente
energéticas que
viajam pelo espaço
com uma velocidade
semelhante à da luz.
Esses raios
assolarão a
atmosfera,
depositando vastas
quantidades de
energia e criando um
enxame de partículas
destrutivas
"filhas".
Tais partículas vão
penetrar milhares de
metros de pedras de
forma que poucas
cavernas oferecerão
proteção e até mesmo
criaturas do fundo
do mar serão
afetadas por doses
letais de radiação.
Os ecossistema da
Terra serão
destruídos. "Os
poucos que
sobreviverem
desejarão ter
morrido", disse Dar.
"Eles vão lutar,
desamparadamente, em
um planeta
destruído."
O cientista ressalta
que é consistente
acreditar que muitas
das grandes
extinções que
pontuaram a história
da Terra foram
causadas por um
fluxo de radiação
devastadora do
espaço.
No momento os
astrônomos não sabem
que estrela
monitorar. Estrelas
visíveis do
Hemisfério Sul, como
a gigante Eta
Carinae, devem
explodir em algum
momento dos próximos
1 milhão de anos.
Essa, pelo menos,
não está apontando
para a direção da
Terra.
Sem dúvida existe
pelo menos uma que
está, mas os
astrônomos ainda não
a encontraram.
|
Previsões otimistas
Não haverá tempestade solar
assassina
do site http://eternosaprendizes.com
A Terra tem evoluído ao
longo das eras rodeada por
um ambiente altamente
radioativo. O Sol lança
constantemente partículas de
alta energia, a partir da
sua superfície dominada pelo
magnetismo, através do
vento solar. Durante o
máximo solar (quando o
Sol está em sua etapa mais
ativa no
ciclo solar de 11 anos),
a Terra pode ter o
infortúnio de estar na mira
de uma explosão com a
energia equivalente a 100
bilhões de vezes a bomba de
Hiroshima na II Guerra
Mundial. Esta explosão é
conhecida como
tempestade solar e seus
efeitos podem causar alguns
problemas aqui na Terra.
Antes de revermos aqui os
efeitos colaterais na Terra,
vamos analisar o
comportamento do Sol e
compreender as razões dele
se enfurecer tanto cada 11
anos, nos períodos de “máximo
solar“.
O Ciclo Solar
O Sol apresenta um
comportamento cíclico
que alterna períodos de
calmaria (mínimo solar)
com períodos de intensa
atividade (máximo
solar).
Como está o Sol hoje?
veja acima nessa imagem
atualizada diariamente
do SOHO Extreme
ultraviolet Imaging
Telescope (EIT) -
full-field Fe IX, X 171
Å - NASA Goddard Space
Flight Center (clique na
imagem para ver a versão
em alta resolução e a
data/hora em que foi
gerada)
Primeiro e o mais
importante: o Sol tem um
ciclo
natural
de aproximadamente
11 anos. Durante o tempo de
vida de cada ciclo, as
linhas de campo magnético do
Sol são arrastadas ao redor
do corpo solar mediante uma
rotação diferenciada no
equador solar. Isto
significa que o equador
solar gira mais rapidamente
que os pólos magnéticos.
Conforme isto prossegue, o
plasma solar arrasta as
linhas de campo magnético ao
redor do Sol, provocando
tensão e acumulando energia
(ilustrado na figura acima).
Conforme aumenta a energia
magnética, formam-se ondas
no fluxo magnético,
forçando-as mover-se até a
superfície. Estas ondas são
conhecidas como bolhas
coronais as quais se fazem
mais numerosas durante os
períodos de pico solar.
Aqui entram em jogo as
manchas solares.
Conforme as bolhas coronais
continuam surgindo na
superfície, as
manchas solares aparecem
também, situadas na base
das bolhas. As bolhas
coronais têm o efeito de
empurrar as
camadas mais quentes da
superfície do Sol (a
fotosfera e a
cromosfera) para os
lados, expondo a zona de
convecção mais fria (as
razões de porque a
superfície solar e a
atmosfera estão mais quentes
que o interior se deve o
fenômeno de aquecimento da
corona). Conforme a
energia magnética se
acumula, pode-se esperar que
cada vez maior fluxo
magnético seja forçado a
unir-se. Aqui é onde tem
lugar o fenômeno de
re-conexão magnética.
A re-conexão é o gatilho do
acionamento de explosões
solares de diversos
tamanhos. Tal e como já
explicado em outro artigo da
Universe Today (”Fluxos
coronais quentes podem ser a
chave para as explosões
solares“), as explosões
solares variam desde as
“nano tempestades” até as
“explosões da classe-X” que
são os eventos solares mais
energéticos. Calcula-se que
as maiores explosões solares
podem gerar a energia de 100
bilhões de explosões
atômicas, mas não deixe que
este número o preocupe. Para
começar, estas explosões têm
lugar na
corona baixa, próxima da
superfície solar, ou seja,
há quase 150 milhões de
quilômetros de distância (1
UA – Unidade
Astronômica). A Terra não
está nem ao menos perto
dessas erupções.
Quando as linhas de campo
magnético solar liberam uma
enorme quantidade de
energia, o plasma solar se
acelera e fica confinado
dentro do ambiente magnético
(o plasma solar é formado de
partículas superaquecidas
iônicas como
prótons,
elétrons e alguns
elementos leves como os
núcleos de
Hélio). Quando as
partículas do plasma
interagem, raios-X podem ser
gerados se as condições
necessárias estão adequadas,
tornando-se possível o
evento denominado
bremsstrahlung. (O
bremsstrahlung tem
lugar quando as partículas
carregadas interagem, dando
como resultado uma emissão
de raios-X). Isto pode criar
uma tempestade de raios-X
(ou rajadas de Raios-X).
O problema com as
rajadas de raios-X
Super tempestade solar
de 2003
O maior problema com uma
rajada de raios-X é que
temos bem pouco tempo de
aviso prévio para detectar
quando esse evento irá
acontecer, uma vez que os
raios-X viajam na velocidade
da luz (na imagem acima
temos uma rajada que quebrou
recordes em 2003). Os
raios-X de uma tempestade de
classe-X alcançam a Terra em
cerca de oito minutos.
Quando os raios-X impactam
nossa atmosfera, estes são
absorvidos pela camada mais
externa, conhecida como
ionosfera. Como já se
pode deduzir por esse nome,
esta é uma camada altamente
carregada e reativa, repleta
de íons (núcleos atômicos e
elétrons livres).
Durante eventos solares tão
potentes, os índices de
ionização entre os raios-X e
os gases atmosféricos se
incrementam nas
camadas D e
E da ionosfera. Isto
provoca um aumento súbito na
produção de elétrons nestas
camadas. Estes elétrons
podem causar interferências
na passagem das
ondas de rádio através
da atmosfera, absorvendo os
sinais de rádio de onda
curta (os da faixa de
freqüência alta), bloqueando
possivelmente as
comunicações globais. Estes
eventos são conhecidos como
“Perturbações Ionosféricas
Súbitas” (SID – “Sudden
Ionospheric Disturbances“)
e são comuns durante os
períodos de alta atividade
solar. É interessante
apontar que o incremento na
densidade de elétrons
durante uma SID reforça a
propagação das ondas de
rádio de Muito Baixa
Freqüência (VLF), um
fenômeno que os cientistas
usam para medir a
intensidade dos raios-X que
procedem do Sol.
Ejeções da massa
coronal?
Ejeção de Massa Coronal
Solar (CME)
As emissões de explosões
solares de raios-X são só
uma parte da história. Se as
condições são adequadas,
pode ser produzida uma
ejeção de massa coronal
(CME – “coronal
mass ejection“) na área
da tempestade (embora esses
fenômenos possam ocorrer de
forma independente). As
CMEs são mais lentas que
os raios-X em sua
propagação, mas seus efeitos
globais aqui na Terra podem
ser mais problemáticos. As
CMEs não viajam a velocidade
da luz, mas ainda assim
viajam bem rápido. As CMEs
podem chegar a uma
velocidade de 3,2 milhões de
km/h, o que significa que
podem alcançar-nos em até 48
horas (1
UA ≈ 149,6 milhões de
km).
Aqui é onde se põe grande
parte do esforço na previsão
do clima espacial. Temos um
punhado de naves situadas
entre a
Terra e o Sol no
Ponto de Lagrange Terra-Sol
(L1) com sensores
a bordo para medir a energia
e intensidade do vento
solar. Quando uma CME passa
através de sua posição,
podem-se medir diretamente
as partículas energéticas e
os campos magnéticos
interplanetários (CMI).
Uma missão conhecida como
Explorador de Composição
Avançado (ACE –
Advanced Composition
Explorer) orbita no
ponto de Lagrange L1
e proporciona aos cientistas
com 1 hora de antecedência
informes sobre a situação da
aproximação de uma
CME. ACE forma parceria
com o Observatório
Heliosférico e Solar (SOHO –
SOlar and Heliospheric
Observatory) e com o
Observatório de Relações
Solares e Terrestres (STEREO
–
Solar TErrestrial RElations
Observatory). Assim as
CMEs podem ser
rastreadas desde a corona
inferior até o espaço
interplanetário, através do
ponto L1 até a
Terra. Estas missões solares
estão trabalhando ativamente
juntas para proporcionar as
agências espaciais
previsões antecipadas sobre
uma CME dirigida contra a
Terra.
Então, o que acontece se uma
CME alcança a Terra?
Para começar, grande parte
do impacto depende da
configuração magnética do
CMI (desde o Sol) e do
campo geomagnético da Terra
(a magnetosfera). Em geral,
se ambos estão alinhados com
suas polaridades apontando
na mesma direção, é
altamente provável que a
CME seja repelida pela
magnetosfera. Neste caso, a
CME se deslizará sobre a
Terra, provocando algumas
mudanças de pressão e
distorção na magnetosfera,
mas de qualquer forma
a CME será defletida sem
problemas. Entretando, se as
linhas dos campos magnéticos
do
CMI e da magnetosfera
estão em uma configuração
antiparalela (quero dizer:
as polaridades magnéticas
estão em direções opostas),
pode então ocorrer uma
re-conexão magnética nas
bordas da magnetosfera.
Neste evento, o
CMI e a magnetosfera se
fundem, conectando o campo
magnético terrestre com o do
Sol. Isto nos proporciona um
dos eventos mais
inspiradores da natureza: as
auroras polares.
Satélites em Perigo
Quando o campo magnético de
uma CME conecta com o da
Terra, são injetadas
partículas de alta energia
na magnetosfera. Devido à
pressão do vento solar, as
linhas de campo magnético do
Sol se centrarão na Terra,
curvando-se atrás do nosso
planeta. As partículas
injetadas no “lado diurno”
serão canalizadas para as
regiões polares da Terra
interagindo com nossa
atmosfera e gerando a luz
através das
auroras. Durante esta
época, o Cinturão de Van
Allen ficará “super
carregado eletricamente”,
criando uma região ao redor
da Terra que pode causar
problemas aos astronautas
desprotegidos e nos
satélites sem escudos. Para
mais detalhes, leia: “Radiation
Sickness, Cellular Damage
and Increased Cancer Risk
for Long-term Missions to
Mars” e “New
Transistor Could Side-Step
Space Radiation Problem.”
Como se não fosse o bastante
essa radiação do Cinturão de
Van Allen, os satélites
poderiam sucumbir-se à
ameaça de uma atmosfera em
expansão. Como seria de
esperar, se o Sol golpear a
Terra com raios-X e CMEs,
haverá um aquecimento
inevitável e uma expansão
global da atmosfera,
possivelmente invadindo as
altitudes orbitais dos
satélites. Se os
controladores das agências
espaciais não ficarem
atentos, o
efeito de aero frenagem
sobre os satélites poderá
provocar a sua desaceleração
e conseqüente queda. Lembro
que o processo de aero
frenagem tem sido usado de
forma extensiva como uma
ferramenta de vôo espacial
para frear as naves quando
são postas em órbita ao
redor de outro planeta.
Assim isto terá um efeito
adverso sobre os satélites
que orbitam a Terra uma vez
que qualquer diminuição da
velocidade orbital poderá
provocar sua reentrada
indesejável na atmosfera.
Também sentimos os
efeitos no solo
A Terra vista do Espaço
Embora os satélites estejam
na linha de frente, se
ocorrer um poderoso aumento
na quantidade de partículas
energéticas que entram na
atmosfera, poderemos sentir
os efeitos adversos aqui
sobre a Terra também. Devido
à geração de raios-X a
partir dos elétrons da
ionosfera, algumas formas de
comunicação podem
entrecortar-se (ou serem
eliminadas por completo),
mas isto não é tudo que pode
acontecer. Nas regiões em
latitudes particularmente
altas, uma vasta corrente
elétrica, conhecida como “electrojet“,
pode formar-se na ionosfera
graças a estas partículas
entrantes, uma vez que uma
corrente elétrica advém de
um campo magnético.
Dependendo da intensidade da
tormenta solar, as
correntes elétricas podem
ser induzidas aqui no solo,
sobrecarregando
eventualmente as redes
elétricas globais. Em 13 de
março de 1989,
seis milhões de pessoas
sofreram um apagão na
região de Quebec no Canadá
depois de um enorme aumento
na atividade solar causado
por correntes induzidas no
terreno. Quebec ficou
paralisada durante nove
horas enquanto seus
engenheiros trabalhavam na
solução do problema.
Pode nosso Sol
produzir uma tempestade
assassina?
Estrela em erupção
(solar flare)
A resposta curta a
esta pergunta é “não“.
A resposta longa
para essa questão é um pouco
mais elaborada. Embora uma
tempestade solar dirigida
diretamente contra nós,
possa provocar problemas
secundários tais como danos
nos satélites, lesões em
astronautas sem proteção e
apagões, a tempestade em si
não é bastante potente para
destruir a Terra, e
certamente, não em 2012.
Acrescento que, em futuro
distante, quando o Sol
comece a esgotar seu
hidrogênio do núcleo e se
converta em uma
gigante vermelha, iremos
ter um verdadeiro inferno no
planeta Terra, mas isso só
ocorrerá dentro de 5 ou mais
bilhões de anos. Existe
contudo até a probabilidade
remota de que várias
explosões de classe-X
sucessivas sejam lançadas
pelo Sol e por pura má sorte
uma série de CMEs nos
impactem conjuntamente com
explosões de raios-X, mas
tal nunca será bastante
potente como para superar
nossa magnetosfera,
ionosfera e a grossa
atmosfera abaixo que nos
protege há bilhões de anos.
Diferentemente do nosso Sol,
que é bem pacato, as
explosões solares
“assassinas” têm sido
observadas em outras
estrelas. Em 2006, o
observatório Swift da NASA
viu
a maior tempestade solar
jamais observada há 135
anos luz de distância. Com
uma liberação de energia
estimada em 50 quadrilhões
(milhões de trilhões) de
bombas atômicas, uma
tempestade como a de II
Pegasi haveria aniquilado a
maior parte da vida na Terra
se nosso Sol tivesse
disparado tal tormento.
Obviamente, nosso Sol não é
uma II Pegasi. II Pegasi é
uma violenta gigante
vermelha com uma companheira
binária em uma órbita muito
próxima. Acredita-se que a
interação gravitacional com
sua companheira binária além
do fato de que II Pegasi é
uma gigante vermelha são as
causas desta tempestade
energética descomunal.
Os profetas do apocalipse
gostam de apontar o Sol como
uma possível fonte assassina
para a Terra, mas o fato é
que nosso Sol é uma estrela
muito estável. Não possui
uma binária companheira
(como II Pegasi), tem um
ciclo conhecido (de
aproximadamente 11 anos) e
não há provas de que nosso
Sol tenha contribuído em
nenhuma das extinções
massivas no passado com uma
enorme tempestade dirigida
contra a Terra. Já foram
observadas grandes explosões
solares (tal como a
tempestade de luz branca de
Carrington em 1859)… mas
a humanidade ainda continua
tranqüila por aqui.
Para
esfriar mais ainda o assunto,
os físicos solares (em 2008
e 2009) estão
surpreendidos pela carência
inesperada da atividade
solar no início do ciclo
solar #24, o que tem
levado alguns cientistas a
especular que poderíamos
estar próximos de um novo
mínimo de Maunder e uma
“Pequena
Idade do Gelo“. Isto
está em total oposição com a
previsão anterior dos
físicos solares da NASA
feita em 2006 que
estimaram que este ciclo
fosse tornar-se
extraordinário.
Isto me leva a concluir que
ainda temos um longo caminho
a percorrer na previsão das
explosões solares. Embora a
previsão do clima espacial
esteja melhorando, só dentro
de alguns anos estaremos
capacitados a monitorar o
Sol com uma precisão
suficiente para dizer com
alguma certeza quão ativo
será o
ciclo solar. Por ora, no
que tange a profecia,
previsão ou mito, não existe
uma forma física de dizer se
a Terra será golpeada por
alguma tempestade, muito
menos um enorme evento em
2012. Mesmo que uma grande
tempestade venha a nos
assolar, tendo em vista o
máximo solar que está
previsto para 2012, tal
jamais será um evento que
cause extinção massiva. Sim,
os satélites poderão ser
danificados, provocando
problemas secundários como
perda do serviço global de
GPS (o que poderia
interromper o controle de
tráfico aéreo, por exemplo)
ou as redes energéticas
nacionais poderão sofrer
sobrecargas causadas por “electrojets”
de
auroras, mas nada mais
extremo que isso.
Mas espera aí! Para
complicar esse problema, os
profetas do apocalipse
também têm afirmado que
incrivelmente uma grande
tempestade solar nos
impactará justamente quando
o campo magnético da Terra
se enfraquece e se inverte,
deixando-nos sem proteção
ante os estragos de uma CME…
As razões pelas quais isto
também não vai ocorrer em
2012 já mereceram seu
próprio artigo: “2012:
Não haverá inversão dos
pólos magnéticos da Terra“.
do site http://eternosaprendizes.com