The Space Weather: O CLIMA ESPACIAL

Ele não dize se vai chover ou fazer bom tempo, mas com a meteorologia espacial é bom fazer de conta. Trata-se do “tempo meteorológico” de toda a heliosfera, auroras polares e tempestades magnéticas incluidas: fenômenos, cujos efeitos, por vezes catastróficos, podem ser sentidos até mesmo aqui na Terra

A previsão do tempo para o espaço (space weather ) representa o estado físico do espaço em que se encontram a Terra e os planetas do sistema solar, preenchido pelo  vento solar, um fluxo contínuo de partículas carregadas eletricamente ( plasma ), confinado a partir do semelhante “vento  interestelar “em uma enorme região, a heliosfera . O Sol é uma estrela anã amarela tranquila, mas a sua rotação muda o fraco dipolo do campo magnético produzido pelo dínamo em campos magnéticos fortes localizados nas manchas solares, cujo número caracteriza o ciclo de atividade solar de +/-  onze anos desde as manchas podem liberar a energia magnética em alargamentos cromosféricos com aceleração de partículas e de emissão de radiação electromagnética de raios X e  ondas rádio. Mesmo as enormes “bolhas de plasma” ( CME,  ejecção de massa coronal ) podem ser aceleradas no sentido dos planetas, cujo campo magnético, onde ela existe, funciona como um escudo para as partículas.

Esquema do sistema de Sol-Terra e o fluxo de partículas e de fotões que determina o tempo meteorológico no espaço (space weather). Créditos: NASA Goddard Space Flight Center.

Auroras polares são observadas como uma fraca luz de diferentes cores, emitida na ionosfera por átomos e moléculas excitadas por partículas solares que são capazes de penetrar o escudo magnético. A ionosfera perturbada muda a qualidade das comunicações de rádio, como rende problemático o      rastreamento com o GPS. Também intensas correntes eléctricas ionosféricas podem induzir correntes eléctricas nas linhas de energia, causando black out eléctricos. Os aviões em rotas polares podem ter um fluxo perigoso de radiação ionizante e problemas nos sistemas dos instrumentos a bordo. No espaço, os astronautas em atividade extra veicular podem receber doses elevadas de radiação e os satélites sofrer avarias devido as partículas solares e cósmicas (raios cósmicos), que interferem com as suas eletrônicas. A meteorologia do espaço estuda a modelagem e previsão do clima espacial, usando dados dos observatórios espaciais e terrestres.

Diagrama dos principais efeitos do clima espacial em sistemas biológicos e tecnológicos no solo e no espaço.
Créditos: ESA;

Estudos em andamento e questões em aberto

A meteorologia do espaço é uma disciplina relativamente nova, versão estendida da física das relações sol-terra, e cuida de todo o clima meteorológico na heliosfera, que não é determinado unicamente pela estrela  Sol, mas também por fenômenos de alta energia que ocorrem em nossa galáxia e em galáxias externas. De facto, o fluxo e o espectro de energia dos raios  cósmicos está ligada à evolução das populações de supernovas  próximas e distantes, enquanto flashes de raios gama ( GRB, explosões de raios gama ) são determinados, por exemplo, por processos que ocorrem nas estrelas hiper novas  e estrelas com excepcionalmente fortes campos magnéticos (Magnetar). O estudo desses fenômenos é longo e complexo e tem como objetivo construir um cenário experimental e interpretativo do clima espacial e a sua evolução a longo prazo.

Este último é monitorado por observações a partir do solo e do espaço, mas a rede de observação não é, neste momento, o suficiente para fornecer uma cobertura global dos fenômenos com o nível de detalhe necessário. Isso também afeta o desenvolvimento de modelos operacionais consolidados para a previsão de perturbações e para muitos fenômenos é necessário limitar-se ao instante da observação (nowcasting ), enquanto a previsão ( forecasting ) do ciclo da atividade solar, alargamentos e CME ainda é um protótipo, apesar dos métodos sofisticados usados, com base em observações a longo prazo e redes neurais artificiais.

Este valor  48,5 bilhões de euros corresponde ao custo diário estimado por uma queda de energia a partir de clima espacial que afetaria 66 por cento da população dos Estados Unidos da América

O envolvimento do Instituto Nacional de Astrofísica 

O INAF tem habilidade  na modelagem e infra-estrutura  de observação, que contribuem para o avanço de muitos anos na interpretação dos fenômenos do clima espacial e sua monitorização. O Observatório Astrofísico de Catania  faz imagens solares diárias em alta resolução, enquanto o Instituto de Astrofísica e  Planetologia administra as medidas do monitor de nêutron  Svirco, participando da rede de Space Situational Awareness (SSA), a Agência Espacial Europeia (ESA) .

http://www.swsc-journal.org/

SAND-RIO

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