O Universo é assustador. Há perigos em abundância, incluindo buracos negros, impactos de asteróides, explosões de supernovas e muito mais. No entanto, esses eventos tendem a ser distantes e/ou extremamente raros, então eles não são nada com que você realmente precise se preocupar em sua vida diária. A informação é de Phil Plait na publicação SYFY.
E depois há tempestades solares. Se há algum evento astronômico que precisamos levar muito, muito a sério, ainda mais do que impactos de asteroides e cometas, são esses.
Sabemos de vários grandes que aconteceram no último século ou dois, mas tempestades históricas também podem ser descobertas. Olhando para os núcleos de gelo da Groenlândia e da Antártida, os cientistas acabaram de anunciar que encontraram um novo. Ocorreu em 7176 aC e era enorme, possivelmente o maior dos últimos 10.000 anos (link para o estudo).
As tempestades solares vêm em duas grandes categorias. Um tipo é uma explosão solar, uma explosão imensamente poderosa na superfície do Sol que é extremamente brilhante em raios-X e gama de alta energia. Outra é uma ejeção de massa coronal, ou CME, que é quando uma enorme área acima do Sol explode até um bilhão de toneladas de partículas subatômicas a velocidades de milhões de quilômetros por hora. Ambos são gerados pelo campo magnético do Sol, que pode armazenar uma tremenda energia, e às vezes um clarão é seguido por um CME.
Uma enorme erupção solar irrompeu no Sol em outubro de 2003, vista aqui em raios-X. Também foi acompanhado por uma poderosa ejeção de massa coronal. Tempestades solares como essas são um perigo para nossa rede elétrica e satélites em órbita. Crédito: NASA/SOHO
Ambos podem causar estragos na Terra. Uma erupção verdadeiramente grande do Sol apontada em nossa direção seria desastrosa para nossa civilização moderna. Ele pode destruir satélites, causar danos eletrônicos no solo e também criar quedas de energia generalizadas ao derrubar a rede elétrica. Uma tempestade severa pode deixar grandes áreas da humanidade sem energia por muito tempo, meses ou mais. Seria catastrófico.
Vimos um punhado de tempestades tão grandes nos tempos modernos. Em 1989, um evento solar explodiu transformadores no Canadá, causando uma queda de energia em Quebec. Outro em 1859, chamado de Evento Carrington, inaugurou a era moderna do estudo das tempestades solares. Houve um em 1956 tão poderoso que agora é usado como base para medir os efeitos das tempestades na Terra. Uma CME verdadeiramente massiva irrompeu do Sol em 2012, mas não atingiu a Terra. Não é exagero dizer que, se tivesse sido direcionado diretamente a nós, poderia ter sido a maior catástrofe da era moderna.
Também podemos rastrear tempestades solares históricas de antes da era moderna. Os prótons que chegam de uma CME atingem nossa atmosfera superior e bombardeiam os átomos lá. Os núcleos de nitrogênio e oxigênio se dividem, criando um isótopo radioativo de berílio chamado berílio-10, que cai com a chuva na superfície da Terra. Um efeito semelhante acontece quando os prótons atingem o argônio no ar da Terra, criando o cloro-36 radioativo, e o carbono-14 é criado de maneira semelhante a partir do nitrogênio.
Todos esses três isótopos são predominantemente criados por prótons extraterrestres que atingem nosso ar. Às vezes, isso é de raios cósmicos galácticos, partículas subatômicas que circulam pelo espaço em alta velocidade, aceleradas por supernovas. Mas o Sol é a outra fonte principal.
Os anéis das árvores podem ser usados para procurar picos de carbono-14 e obter as datas desses eventos. Outra maneira é procurar em núcleos de gelo, que podem ser usados para datar de forma confiável eventos como esse de milhares de anos atrás. Picos de berílio-10 foram vistos em núcleos de 774 e 993/4 DC e outro em 660 AC, indicando grandes eventos. Na verdade, o evento 774 foi tão grande no início que os cientistas não achavam que o Sol fosse capaz de criar uma tempestade tão poderosa, mas estudos posteriores mostraram que poderia.
Um núcleo de gelo retirado no noroeste da Groenlândia está em uma mesa sendo preparada para estudo. As lascas de gelo no lado próximo são da broca e não são usadas. Isótopos criados em tempestades solares e de raios cósmicos galácticos se instalam no gelo e podem ser estudados para determinar as condições há milhares de anos. Foto: Raimund Muscheler
O novo trabalho analisou núcleos de gelo de vários pontos na Groenlândia e um na Antártida. Os níveis anuais de berílio-10, cloro-36 e carbono-14 foram medidos e todos mostram um grande aumento nas quantidades há 9198 anos: 7176 aC. Be-10 foi aumentado por um fator de cerca de 3-4 sobre sua quantidade usual, C-14 por 4,5 vezes, e Cl-36 surpreendentes seis vezes.
Claramente, este foi um evento enorme e estou bastante feliz por ter acontecido muito antes da era do computador. E por mais que faça minha pele arrepiar pensar sobre essas coisas, os cientistas determinaram outra coisa sobre esse evento de 7176 AC que fez os cabelos da nuca se arrepiarem: as evidências indicam que isso aconteceu em um mínimo magnético solar.
Os números das manchas solares traçam a atividade magnética no Sol e seguem um ciclo de aproximadamente 11 anos. Em 2021, os números começaram a aumentar novamente após um longo mínimo. Foto: SILSO / Observatório da Bélgica
Por razões ainda não totalmente compreendidas, a atividade magnética do Sol ocorre em um ciclo de aproximadamente 11 anos, passando de fraca a um pico de força cerca de 5,5 anos depois, depois enfraquecendo novamente. Atividade como manchas solares, erupções e CMEs tendem a acontecer perto ou logo após o pico de um ciclo. Às vezes eles acontecem em um mínimo solar, mas isso é muito raro.
Quando a atividade do Sol é forte, ele nos protege dos raios cósmicos galácticos, agindo como um campo de força, e quando está fraco, essas partículas podem chegar à Terra. Quando o fazem, eles criam Be-10, então os cientistas observaram o ciclo de Be-10 nos núcleos de gelo. O que eles descobriram é que o enorme pico aconteceu quando a produção de Be-10 estava no pico, o que significa que os raios cósmicos estavam chegando à Terra, o que significa que o Sol estava em um mínimo magnético*.
Então, hum, caramba. Como o Sol poderia produzir uma tempestade tão grande quando sua atividade foi reduzida? Não está claro. Acontece que trabalhos anteriores sugeriram que o evento de 774 CE também ocorreu em um mínimo solar, e as medições do núcleo de gelo nesta nova pesquisa apoiam essa conclusão. Portanto, a menos que essas medições estejam totalmente erradas, o Sol pode ter erupções mesmo quando parece quieto.
Não vou mentir para você, isso é perturbador. Já é ruim o suficiente que o Sol possa ficar bastante agressivo no máximo solar, mas se esse resultado se mantiver e puder ter explosões no mínimo, os astrônomos solares precisarão descobrir isso.
E não apenas porque é um problema acadêmico interessante. Isso tem efeitos no mundo real e é algo que venho martelando há anos. Décadas. Nos Estados Unidos, a rede de energia elétrica foi construída na década de 1950, quando a população era muito menor e as necessidades de energia proporcionalmente menores também. Hoje em dia, a eletricidade que passa pela rede está muito mais próxima da capacidade, tornando muito mais fácil sobrecarregá-la.
Danos causados a um transformador em Quebec durante a tempestade solar de 1989. (Foto: NASA)
Um grande pulso magnético do Sol pode se acoplar ao campo magnético da Terra, criando o que é chamado de corrente subterrânea geomagneticamente induzida, que por sua vez pode causar uma onda de energia que percorre as linhas, sobrecarregando-as. Isso poderia causar danos generalizados à rede, incluindo a destruição de transformadores que são difíceis de substituir. Uma tempestade forte pode levar anos para se recuperar. Hospitais, lojas, empresas em geral e, claro, residências podem ser massivamente afetadas por essa interrupção.
E é por isso que estou tão preocupado com o Sol. É a fonte de luz e calor necessária para a existência de vida em nosso planeta, mas isso não significa que seja sempre benevolente. Grandes tempestades solares como as de 7176 AC, 774 DC e mais recentemente devem ser levadas a sério. A boa notícia é que estamos aprendendo muito mais sobre eles graças à NASA, NOAA, ESA e outras agências governamentais que constroem satélites para observar o Sol e financiam os astrônomos para estudar esses dados.
Precisamos entender o Sol. A ciência solar é fundamental para nossa civilização tecnológica, e quero dizer isso da maneira mais literal que posso.
