A maior tempestade geomagnética em 20 anos elevou a temperatura da termosfera para mais de 1000°C

    Em 10 de maio de 2024, foi registrada a primeira tempestade geomagnética G5, ou "severa", a atingir a Terra em mais de duas décadas. Devido à sua importância e aos seus efeitos no planeta, foi chamada de tempestade de Gannon.

    O Observatório de Dinâmica Solar da NASA capturou esta imagem do Sol em 7 de maio de 2024, em luz ultravioleta extrema (em um comprimento de onda de 304 Ångstroms). Em seu centro, a região ativa que gerou a Tempestade Gannon se estende por cerca de 17 vezes o tamanho da Terra. (Uma imagem em escala da Terra está incluída para referência de tamanho.) No início de maio de 2024, a região ativa liberou uma cadeia de poderosas erupções solares, incluindo várias ejeções de massa coronal ou CMEs (nuvens gigantes de partículas solares), que se fundiram para formar uma supertempestade que atingiu a Terra em 10 de maio. Antes da tempestade, a Administração Oceânica e Atmosférica Nacional (NOAA) emitiu seu primeiro alerta de tempestade geomagnética severa em quase duas décadas. Crédito: NASA/Helioviewer.

    Há um ano, representantes da NASA e cerca de 30 agências do governo dos EUA se reuniram em uma reunião especial para simular e abordar uma ameaça iminente no espaço. A ameaça não era um asteroide ou alienígenas, mas o nosso próprio Sol, a fonte da vida.

    O Space Weather Tabletop Exercise foi planejado para ser um evento de treinamento onde especialistas poderiam analisar as consequências em tempo real de uma tempestade geomagnética, uma perturbação global do campo magnético da Terra. Impulsionadas por erupções solares, tempestades geomagnéticas podem destruir satélites, sobrecarregar redes elétricas e expor astronautas a radiações perigosas. Minimizar o impacto dessas tempestades exige coordenação próxima, e essa reunião foi a chance de praticar.

    Então sua simulação se tornou realidade.

    "O plano era analisar um cenário hipotético, identificando onde nossos processos atuais estavam funcionando e onde precisavam de melhorias", disse Jamie Favors, gerente do Programa de Clima Espacial da NASA em Washington. "Mas então nosso cenário hipotético foi interrompido por um muito real", disse.

    A primeira tempestade geomagnética severa em 20 anos

    Em 10 de maio de 2024, a primeira tempestade geomagnética G5 ou "severa" em mais de duas décadas atingiu a Terra. O evento, chamado de tempestade Gannon em memória da proeminente física do clima espacial Jennifer Gannon, não causou danos catastróficos. Entretanto, um ano depois, dados importantes da tempestade estão nos ajudando a entender e nos preparar para futuras tempestades geomagnéticas.

    Consequências da tempestade

    A tempestade Gannon teve efeitos dentro e fora do nosso planeta.

    No solo, linhas de energia foram derrubadas, transformadores superaqueceram e tratores guiados por GPS foram desviados do curso no Centro-Oeste, interrompendo ainda mais o plantio que já havia sido atrasado pelas fortes chuvas naquela primavera.

    A cor roxa nesta animação mostra auroras no lado noturno de Marte, detectadas pelo instrumento Ultraviolet Imaging Spectrograph a bordo do orbitador MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) da NASA. Quanto mais brilhante o roxo, maior a presença de auroras. A MAVEN tirou essas imagens entre 14 e 20 de maio de 2024, quando partículas energéticas de uma tempestade solar atingiram Marte. A sequência para no final, quando as partículas mais energéticas chegam e saturam o instrumento com ruído. A MAVEN fez as observações enquanto orbitava Marte, observando o lado noturno do planeta. (O polo sul de Marte pode ser visto à direita, em plena luz do sol.) Crédito: NASA/Universidade do Colorado/LASP.

    "Nem todas as fazendas foram afetadas, mas aquelas que foram perderam uma média de 17 mil dólares por fazenda", disse Terry Griffin, professor de economia agrícola na Universidade Estadual do Kansas.

    No ar, a ameaça de maior exposição à radiação, bem como a perda de comunicação e navegação, forçaram os voos transatlânticos a mudar de curso.

    A termosfera aqueceu mais de 1000ºC

    Durante a tempestade, a camada superior da atmosfera da Terra, a termosfera, atingiu temperaturas anormalmente altas. A 160 km acima do nível do mar, as temperaturas costumam atingir o máximo de 595°C, mas durante a tempestade ultrapassaram os 1055°C. A missão GOLD (Observações Globais dos Membros e Discos) da NASA observou a atmosfera se expandir devido ao calor, criando um vento forte que levantou partículas pesadas de nitrogênio.

    Em órbita, a atmosfera expandida aumentou o arrasto aerodinâmico de milhares de satélites. O ICESat-2 da NASA perdeu altitude e entrou em modo de segurança, enquanto o CubeSat do Experimento do Cinturão de Radiação Interior do Colorado (CIRBE) da NASA saiu de órbita prematuramente cinco meses após a tempestade. Outras, como a missão Sentinel da Agência Espacial Europeia, precisavam de mais potência para manter suas órbitas e realizar manobras para evitar colisões com detritos espaciais.

    A tempestade também alterou drasticamente a estrutura da camada atmosférica chamada ionosfera. Uma densa zona da ionosfera que normalmente cobre o equador à noite se inclinou em direção ao Polo Sul, formando uma marca de verificação, causando uma lacuna temporária perto do equador.

    A tempestade Gannon também abalou a magnetosfera da Terra, a bolha magnética que envolve o planeta. Dados das missões Magnetospheric Multiscale (MMS) e THEMIS-ARTEMIS (Time History of Macroscale Events and Interactions: Acceleration, Reconnection, Turbulence, and Electrodynamics of the Moon’s Interaction with the Sun) da NASA detectaram ondas gigantes de partículas semelhantes a ondas e campos magnéticos em espiral ao longo da borda das CMEs. Essas ondas tinham o tamanho perfeito para liberar periodicamente energia magnética e massa adicionais na magnetosfera após o impacto, criando a maior corrente elétrica observada na magnetosfera em 20 anos.

    A tempestade de Gannon criou dois cinturões de radiação adicionais, intercalados entre os dois cinturões permanentes de Van Allen. Um dos novos cinturões, mostrado em roxo, incluía uma população de prótons, o que lhe dava uma composição única, nunca vista antes. A descoberta dos novos cinturões é particularmente importante para proteger espaçonaves lançadas em órbitas geoestacionárias, pois elas passam pelos cinturões de Van Allen várias vezes antes de atingir sua órbita final. Crédito: NASA/Goddard Space Flight Center/Kristen Perrin.

    A energia e as partículas do Sol também criaram dois novos cinturões temporários de partículas energéticas dentro da magnetosfera. Descobertos pelo CIRBE, esses cinturões se formaram entre os cinturões de radiação de Van Allen que circundam permanentemente a Terra. A descoberta desses cinturões é importante para espaçonaves e astronautas, que podem ser ameaçados pelos elétrons e prótons de alta energia presentes nesses cinturões.

    Auroras incomuns

    A tempestade também causou auroras ao redor do mundo, mesmo em lugares onde tais espetáculos de luzes celestes são raros. O projeto Aurorasaurus da NASA recebeu mais de 6.000 relatórios de observadores em mais de 55 países e todos os sete continentes.

    Fotógrafos ajudaram cientistas a entender por que as auroras observadas no Japão eram magenta em vez do vermelho típico. Pesquisadores estudaram centenas de fotos e descobriram que as auroras estavam surpreendentemente altas, cerca de 965 quilômetros acima do solo (320 quilômetros mais altas do que as auroras vermelhas normalmente parecem).

    Em um artigo publicado na revista Scientific Reports, a equipe de pesquisa diz que a cor peculiar provavelmente resultou de uma mistura de auroras vermelhas e azuis, produzidas por moléculas de oxigênio e nitrogênio que subiram mais alto do que o normal conforme a tempestade Gannon aquecia e expandia a atmosfera superior.

    "Normalmente, são necessárias circunstâncias especiais, como o que vimos em maio passado", comentou Josh Pettit, coautor do Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA, sobre as auroras magenta do Japão. "Um evento verdadeiramente único", disse.

    Efeitos sobrenaturais

    Os impactos da atividade solar intensificada não se limitaram à Terra. A região solar ativa que desencadeou a tempestade de Gannon acabou girando e se afastando do nosso planeta, redirecionando suas erupções para Marte.

    Enquanto partículas energéticas do Sol atingiam a atmosfera marciana, a sonda espacial Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) da NASA observou auroras envolvendo o Planeta Vermelho de 14 a 20 de maio.

    youtube video id=9i47b__igEw

    Partículas solares saturaram a câmara estelar do orbitador Mars Odyssey 2001 da NASA (que usa estrelas para orientar a espaçonave), fazendo com que a câmara desligasse por quase uma hora.

    Na superfície marciana, as imagens das câmeras de navegação do rover Curiosity da NASA estavam pontilhadas de "neve": listras e manchas causadas por partículas carregadas. Enquanto isso, o Detector de Avaliação de Radiação do Curiosity registrou o maior aumento de radiação desde que o rover pousou em 2012. Se os astronautas estivessem lá, teriam recebido uma dose de radiação de 8.100 micrograys, o equivalente a 30 radiografias de tórax.

    Ainda há muito por vir

    A tempestade Gannon estendeu as auroras a latitudes excepcionalmente baixas e foi considerada a tempestade geomagnética mais bem documentada da história. Um ano depois, estamos apenas começando a desvendar sua história. Os dados capturados durante esse evento histórico serão analisados nos próximos anos, revelando novas lições sobre a natureza das tempestades geomagnéticas e a melhor forma de enfrentá-las.

    Referência da notícia

    A New Electron and Proton Radiation Belt Identified by CIRBE/REPTile‐2 Measurements After the Magnetic Super Storm of 10 May 2024. 06 de fevereiro, 2025. Xinlin, et al.