A missão Swarm da Agência Espacial Europeia detectou um pico grande, mas temporário, de protões de alta energia nos polos da Terra durante uma tempestade geomagnética em Novembro. Isto ocorreu não com os instrumentos científicos para medir o campo magnético terrestre, mas com os seus instrumentos de posicionamento “star trackers” – uma novidade para a missão Swarm.
Embora os magnetómetros da Swarm tenham detectado flutuações magnéticas 10 vezes mais fortes do que o normal no dia 12 de Novembro, foram os rastreadores de estrelas que detectaram um aumento temporário de protões de alta energia em torno dos polos. Durante a tempestade geomagnética de 11 a 13 de Novembro, os níveis de fluxo de protões de alta energia foram 300 vezes superiores aos níveis normais.
Medindo a magnetosfera
A missão Swarm, um explorador da Terra desenvolvido no âmbito do programa FutureEO de Observação da Terra da ESA, dedica-se a compreender melhor o campo de força invisível que envolve o nosso planeta. O campo magnético da Terra estende-se desde as profundezas do núcleo fundido do planeta até ao espaço, protegendo-nos da radiação cósmica e dos ventos solares ao desviar partículas carregadas nocivas.
Orbitando a uma altitude de 400–500 km, os satélites Swarm estão perfeitamente posicionados para monitorizar os efeitos das tempestades geomagnéticas.
Cada um dos três satélites Swarm, lançados em conjunto em 2013, transporta diversos instrumentos, incluindo dois tipos de magnetómetros, capazes de medir tanto a intensidade como a direcção do campo magnético. Também transportam rastreadores estelares para garantir a localização e orientação correctas no espaço.
Os rastreadores estelares são instrumentos ópticos que medem a posição e a atitude (orientação) de um satélite, determinando a sua posição em relação às estrelas. Assim, embora os rastreadores estelares sejam normalmente utilizados para posicionar correctamente os satélites no espaço, neste caso, os rastreadores estelares do Swarm tornaram-se uma fonte surpreendente de dados importantes.
O evento solar de Novembro
Entre 11 e 13 de Novembro de 2025, a Terra foi atingida por uma tempestade solar excepcionalmente forte, provocada por três ejecções de massa coronal consecutivas num intervalo de 48 horas.
Estas ejecções deram origem às “auroras de protões”, que aparecem como uma luz ou brilho mais difuso no céu e são tipicamente observadas a latitudes muito mais baixas durante tempestades intensas. As auroras de electrões, por outro lado, estão associadas ao aparecimento de “ondulações” de luz no céu e são frequentemente observadas em latitudes mais elevadas.
Embora as tempestades geomagnéticas causem belas auroras, as partículas carregadas emitidas pelas erupções solares podem representar uma ameaça para as infraestruturas da Terra, com potencial para perturbar e danificar as redes de energia e comunicações. Nessa ocasião, registou-se um breve apagão radiofónico na Europa, África e Ásia, com uma duração aproximada de 30 a 60 minutos.
O que o Swarm viu: de estrelas a protões
A 12 de Novembro, os rastreadores estelares detectaram um enorme influxo de protões de alta energia a entrar nas regiões polares. Durante tempestades geomagnéticas severas, o escudo magnético da Terra é perturbado, permitindo que um número muito maior de partículas energéticas atinja a órbita terrestre baixa – e, neste caso, o fluxo foi excepcionalmente intenso. Este evento de protões solares de alta energia é um fenómeno raro.
Embora não representem perigo para as pessoas na Terra, os protões de alta energia podem causar graves danos nos componentes eletrónicos das naves espaciais, incluindo as células solares, e são perigosos para os voos espaciais tripulados.
“Este é um uso fascinante dos rastreadores estelares do Swarm, que são normalmente utilizados para orientar corretamente os satélites”, disse Anja Stromme, Gestora da Missão Swarm da ESA. “O produto de partículas de alta energia é uma funcionalidade recentemente implementada para o Swarm, e os produtos serão libertados operacionalmente a 17 de dezembro. Este é, portanto, o primeiro evento em que um fenómeno climático espacial é monitorizado pelos rastreadores estelares do Swarm.”
Os sensores de imagem do seguidor estelar são sensíveis a protões de alta energia. Quando um deles atinge o sensor, aparece como um ponto branco na imagem. Embora isto seja normalmente considerado um inconveniente, estes pontos também podem registar o fluxo de protões energéticos com energia superior a 100 MeV.
Os protões de alta energia, sob a forma de radiação ionizante, penetram normalmente no campo magnético terrestre na Anomalia do Atlântico Sul – uma área que abrange parte do Oceano Atlântico e da América do Sul, onde o campo magnético terrestre é mais fraco. Durante as tempestades magnéticas, no entanto, os protões podem viajar para a magnetosfera da Terra e ficar aprisionados. Este processo pode levar a um aumento temporário de partículas de alta energia nas regiões polares, como se observa neste caso.
De acordo com Enkelejda Qamili, analista de qualidade de dados do Swarm na ESA, os níveis elevados de protões demonstram como as missões em órbita baixa da Terra podem monitorizar e detetar eventos de partículas solares de forma eficaz, destacando a contínua elevada atividade do Sol. “Em condições normais, o campo magnético da Terra desvia a maioria das partículas do vento solar; no entanto, durante uma tempestade geomagnética, a magnetosfera pode ficar sobrecarregada, permitindo que um número substancial de protões de alta energia penetre e dê origem a diversos fenómenos geofísicos. Embora estes eventos sejam de grande interesse científico, é importante reconhecer os potenciais riscos que representam para os astronautas, as naves espaciais e as comunicações.”
Texto original: Swarm detects rare proton spike during solar storm
Texto e imagens: ESA
Tradução automática via Google
Edição: Rui C. Barbosa