Physical Address
304 North Cardinal St.
Dorchester Center, MA 02124
Como uma enorme frota de 17 naves espaciais descobriu algo surpreendente sobre as erupções solares
Uma ejeção de massa coronal (CME) mal comportada que expeliu uma nuvem oculta de partículas carregadas apontada para a Terra foi rastreada por um número recorde de 17 naves espaciais espalhadas por todo o sistema solar, revelando que a CME é surpreendentemente desequilibrada.
CMEs são “arrotos” do sol – enormes nuvens de plasma magnetizado expelidas pelo calor do sol atmosfera exteriora coroa, pela energia resultante de uma explosão solar. A nuvem CME magnetizada então se expande para o sistema solare as partículas carregadas que a nuvem contém são um risco de radiação significativo para astronautas, naves espaciais e até mesmo passageiros em aviões a jato, mas também têm um lado bonito, pois podem desencadear as belas luzes do aurora quando eles interceptarem Terra.
CMEs ocorrem regularmente, mas um que irrompeu do sol às 00h48 UT (19h48 horário do leste) em 15 de dezembro de 2024 provou ser bastante especial.
“Usamos observações de 17 espaçonaves para rastrear e caracterizar este CME”, disse Adrienn Luspay-Kuti, do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins, que liderou a pesquisa que reuniu todas as observações, ao Space.com. “Este foi um número recorde de naves espaciais para rastrear e caracterizar uma única CME, e deu-nos uma visão excepcionalmente detalhada de como a CME evoluiu.”
O recorde anterior tinha sido de 10 naves espaciais, mas a maior parte delas estavam numa linha aproximada desde o Sol até à Terra e mais além, o que significa que as suas medições eram um tanto unidimensionais. Desta vez, para a CME de dezembro de 2024, as naves espaciais foram espalhadas por toda parte, não apenas a diferentes distâncias do Sol, mas também substancialmente afastadas da linha Terra-Sol.
Eles revelaram que a CME tinha dois lóbulos assimétricos, um movendo-se mais rápido que o outro. Um desses lóbulos, que se dirigiu para a Terra e Marteteria passado despercebido, obscurecido pelo lóbulo maior, mas mais lento, que deixava o Sol tangente, se não fosse pela grande expansão da espaçonave.
“Nossas observações mostraram um lóbulo rápido se propagando através do setor Terra-Marte e um lóbulo muito mais lento mais a oeste em direção ESTÉREO-A“disse Luspay-Kuti. STEREO-A é metade do sistema de monitoramento do clima espacial de duas espaçonaves da NASA, conhecido como Observatório de Relações Solares Terrestres.
O início da CME foi visto pelo conjunto NASA-ESA Solar and Heliospheric Observer (SOHO), que tem monitorizado constantemente o Sol há mais de 30 anos. No entanto, apenas viu o lóbulo mais lento que irrompeu num ângulo em relação à Terra; o lóbulo mais rápido em direção ao nosso planeta foi perdido, obscurecido pelo lóbulo maior e mais lento.
O CME foi detectado em seguida a uma distância do Sol de 0,35 unidades astronômicas (UA; 1 UA é a distância da Terra ao Sol) em 16 de dezembro, movendo-se pelo espaço próximo Mercúrio e a Agência Espacial Europeia BepiColombo missão (que finalmente chega à órbita do planeta mais interno em novembro de 2026).
A próxima detecção, em 17 de dezembro, foi do componente “oculto” chegando à Terra, onde uma multidão de espaçonaves o detectou. A CME não foi forte o suficiente para produzir auroras significativas. Curiosamente, a Europa Orbitador Solar A missão, em uma órbita alongada ao redor do Sol e na época a 0,94 UA do Sol e a apenas 10 graus da linha Terra-Sol, não detectou o CME. Esta não detecção foi realmente vital, uma vez que ajudou a restringir a forma da CME.
Então, em 18 de dezembro, o lóbulo de movimento mais lento alcançou a espaçonave STEREO-A da NASA, que orbita o Sol à mesma distância da Terra – 1 UA – mas substancialmente à frente da Terra em sua órbita. O lóbulo que cruzou a Terra tinha uma velocidade média de 522 milhas (840 quilômetros) por segundo, mas o outro lóbulo se arrastava, movendo-se a uma média de 332 milhas (534 km) por segundo do Sol e passando por BepiColombo e STEREO-A. Na verdade, quando atingiu o STEREO-A, já havia desacelerado para cerca de 248,5 milhas (400 km) por segundo. Ambos os lóbulos desaceleraram como resultado do atrito com o regular vento solar que a CME estava a ultrapassar, e a gama de velocidades medidas na CME dizia aos investigadores que a erupção solar não estava a viajar como uma frente única e unificada.
Além da Terra NASA Europa Clipper A missão, na qual Luspay-Kuti é o investigador principal do experimento do Instrumento de Plasma para Sondagem Magnética (PIMS) da espaçonave, detectou o lóbulo em movimento mais rápido a 1,19 UA enquanto a espaçonave estava viajando para Marte para uma assistência gravitacional para ajudá-la em sua jornada para Júpiter. No planeta vermelho, o agora extinto MAVEN a missão também detectou o CME de 19 a 20 de dezembro.
Ter não apenas tantas naves espaciais acompanhando o progresso de uma CME, mas também naves espaciais suficientes fora da linha Terra-Sol para medir a forma da CME, pelo menos em duas dimensões, é um passo significativo na compreensão e previsão da propagação de CMEs.
“Isto é importante para a futura exploração humana porque uma CME perdida pode significar a perda de um valioso tempo de alerta”, disse Luspay-Kuti. “As CMEs rápidas podem gerar choques que aceleram partículas de alta energia, o que pode representar um risco de radiação para os astronautas fora do campo magnético protetor da Terra. É por isso que as observações de vários pontos de vista, incluindo naves espaciais longe da linha Sol-Terra e missões planetárias operando durante a sua fase de cruzeiro, tornar-se-ão cada vez mais importantes para a previsão do tempo espacial à medida que a exploração humana se afasta da Terra.”
A estrutura assimétrica de dois lóbulos desta CME em particular foi certamente uma surpresa. A causa da assimetria permanece obscura no momento, embora Luspay-Kuti tenha dito ao Space.com que os pesquisadores estão investigando. A questão principal é: quão frequentes são as CMEs assimétricas?
“No contexto de observações anteriores, este evento está no extremo mais extremo da variabilidade observada da CME”, disse Luspay-Kuti. “As CMEs altamente assimétricas são realmente bastante comuns, mas não conseguimos reconhecê-las porque não temos cobertura observacional suficiente ou são genuinamente raras?”
As 17 naves espaciais que detectaram ou geraram imagens da CME em alguns ou todos os seus vários estágios – o choque de proa e a bainha turbulenta à frente da nuvem magnética, a própria CME e a esteira turbulenta deixada no vento solar após sua passagem – foram as seguintes: SOHO (imagem inicial), BepiColombo, NASA’s Observatório de Dinâmica SolarSTEREO-A, as quatro espaçonaves da missão Magnetospheric Multiscale (MMS), as duas espaçonaves da missão ARTEMIS (Aceleração, Reconexão, Turbulência e Eletrodinâmica da Interação da Lua com o Sol), missões Wind da NASA, ACE (Advanced Composition Explorer), GOES (Satélite Ambiental Operacional Geoestacionário) e DSCOVR (Deep Space Climate Observatory), Europa Clipper, MAVEN e Solar Orbiter, este último fez medições, mas não detectou o CME.
No futuro, a estas missões juntar-se-á a missão Vigil da Agência Espacial Europeia, que observará o clima espacial quando for lançada em 2031 para o Sol-Terra L5. Ponto Lagrange60 graus atrás da Terra em sua órbita e, portanto, fornecendo monitoramento adicional fora do eixo.
As descobertas foram publicadas em 19 de agosto na revista Avanços da Ciência.
