A maior tempestade geomagnética registrada na história aconteceu há mais de 150 anos. Agora, estamos entrando em mais um período de máximo solar.

Crédito da imagem: Lia Koltyrina/Shutterstock

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Era apenas mais uma noite de setembro de 1859 quando Richard Carrington e Richard Hodgson testemunharam um evento notável. Os astrônomos britânicos não estavam juntos, mas por acaso os dois estavam olhando para o Sol por meio de telescópios no momento preciso em que uma ejeção massiva foi expelida da estrela ígnea. Em poucos dias, outras pessoas na Terra notaram auroras coloridas cruzando os céus e linhas telegráficas, a tecnologia avançada da época na Europa e América do Norte, explodindo em faíscas.

A explosão solar veio a ser conhecida como Evento Carrington, em homenagem a um dos dois astrônomos que a descreveu pela primeira vez. Apesar de ter ocorrido há mais de 150 anos, ainda permanece como a mais forte tempestade geomagnética conhecida (embora não tenhamos medições para dizer com precisão qual foi o seu tamanho).

A Terra sentiu os efeitos de algumas tempestades geomagnéticas significativas desde então, todas as quais causaram apagões de energia e danos aos satélites. Como resultado, as empresas de energia e fabricantes de satélites criaram resistência em nossa tecnologia. Mas o que aconteceria se outra explosão solar no nível do Evento de Carrington ocorresse hoje? Estaríamos prontos para isso?

De acordo com Alexa Halford, chefe associada da Divisão de Ciências da Heliofísica do Goddard Space Flight Center da NASA, a resposta é uma cautelosa afirmativa. “Ainda há muito a aprender”, diz ela, “mas tivemos sucesso”. 

Décadas de aprendizagem

Flares ocorrem quando a radiação eletromagnética irrompe do sol. Essas explosões geralmente duram alguns minutos, embora às vezes sejam mais longas. Às vezes, elas estão associadas a ejeções de massa coronal, que expelem material gasoso e campos magnéticos. Mas nem toda explosão solar ou ejeção de massa coronal terá um impacto na Terra; depende do tamanho da explosão e da direção em que está indo. Se uma explosão solar ocorrer do outro lado do Sol, por exemplo, é improvável que nos afete.

Mesmo que aconteça no lado próximo, a direção da explosão muitas vezes não nos atinge, já que estamos muito longe e um alvo relativamente pequeno em comparação com o sol. Isso ocorreu em 2001, por exemplo, quando uma das maiores erupções solares da história registrada, explodiu em uma ejeção de massa coronal a uma velocidade de cerca de 7,2 milhões de quilômetros por hora. Felizmente, ela passou por nós a caminho do espaço.

A tecnologia era relativamente simples em 1859 quando ocorreu o Evento Carrington, mas ainda teve um grande impacto nas linhas telegráficas. Na época, as pessoas tiveram que desconectar os fios para impedir que as faíscas saíssem deles. Mas eles permaneceram parcialmente funcionais, graças às partículas ejetadas do flare que atingiu a corrente nas linhas. “Na verdade, eles tiveram que desconectá-los e ainda tinham energia e correntes suficientes para funcionar por um período de tempo”, diz Halford.

Houve erupções solares anteriores cujos impactos foram sentidos na Terra, é claro. Uma tempestade solar que ocorreu em 993 DC deixou evidências em troncos de árvores que os arqueólogos ainda usam hoje para datar materiais de madeira antigos, como o breve assentamento Viking nas Américas. Outra erupção solar significativa ocorreu durante a Primeira Guerra Mundial. Não era tão grande quanto o Evento Carrington, mas ainda confundia os equipamentos de detecção. Os técnicos acreditavam que as bombas estavam caindo quando, na verdade, era a interferência no sinalizador que atingiu a magnetosfera, diz Halford.

Uma grande ejeção de massa coronal atingiu recentemente a Terra em março de 1989, e a tempestade geomagnética resultante causou sérios estragos na Terra. O flare interrompeu as redes de energia em Quebec e partes da Nova Inglaterra, já que a concessionária Hydro-Quebec ficou fora do ar por nove horas. Os transformadores de energia até derreteram devido a uma sobrecarga de eletricidade na rede.

Medidas de segurança

Esse evento de 1989 finalmente chamou a atenção dos planejadores de infraestrutura. “Esse é o tipo de coisa com que realmente aprendemos nossa lição”, diz Halford. As empresas de energia começaram a construir medidas de segurança, como fios de disparo, na rede elétrica para impedir as falhas em cascata. Se a potência aumentar muito rapidamente, esses fios de disparo são programados para desligar de modo que os danos sejam limitados e os transformadores não queimem como aconteciam em 1989.

Tempestades geomagnéticas também podem causar mudanças de bits, carga de superfície ou carga interna aos satélites que orbitam nosso planeta, todas as coisas que ocorreram em outubro deste ano, quando uma explosão solar produziu uma ejeção de massa coronal e uma tempestade geomagnética que atingiu a Terra. Os satélites são particularmente suscetíveis porque não se beneficiam da proteção relativa de nossa atmosfera. Mas a maioria dos satélites lançados nas últimas duas décadas foram construídos de forma robusta o suficiente para serem resistentes a sobrecarga.

O bit flips ocorre quando as partículas ionizadas das explosões solares mudam a função dos bits de memória. Isso pode causar grandes problemas para os satélites GPS, que afeta tudo, desde a navegação até uma máquina de perfuração de precisão. Mesmo os serviços bancários dependem do satélite GPS para ditar o tempo das transações. “Esse tipo de falha realmente prejudicaria a economia”, diz Halford. “É importante e definitivamente algo com que devemos nos preocupar”.

Embora os satélites sejam agora construídos de forma mais robusta, ela acrescenta que é improvável que uma tempestade destrua satélites GPS suficientes para causar problemas maiores. Esses problemas às vezes também podem ser facilmente corrigidos desligando e ligando a alimentação ou simplesmente reiniciando o dispositivo afetado. O flare de outubro causou alguns problemas menores, mas a Federal Aviation Administration não relatou nenhum problema de navegação importante, disse Halford.

Impactos positivos

Nem todos os impactos de uma grande explosão solar seriam necessariamente negativos. Quando esses eventos ocorrem, eles aumentam a densidade da alta atmosfera da Terra. Com efeito, a altitude da atmosfera aumenta por um curto período. Isso pode impactar as órbitas dos satélites, potencialmente causando problemas, mas também pode afetar as órbitas dos detritos espaciais flutuando por lá. O arrasto extra pode fazer com que esse lixo entre em órbita e queime.

“Você quer algumas tempestades para que possamos nos livrar naturalmente de alguns dos detritos”, diz Halford. Mas pode ser uma faca de dois gumes, já que o evento pode causar a queda orbital do equipamento operacional lá em cima também.

Outro efeito potencialmente positivo para os terráqueos que vivem perto do equador é o aumento da visibilidade da aurora. Luzes do Norte e do Sul são causadas quando partículas solares entram na atmosfera e colidem com partículas de gás. Isso geralmente acontece nos polos, onde o campo magnético é mais fraco. Mas durante as explosões solares, mais partículas conseguem atravessar a atmosfera. A aurora boreal foi recentemente visível em Nova York durante a tempestade solar de outubro.

Essas oportunidades só aumentarão à medida que nos aproximarmos de um período de máximo solar, que é quando vemos o maior período de atividade solar a cada 11 anos ou mais. “Os próximos anos devem ser realmente emocionantes porque teremos muito mais chances de ver a aurora”, diz Halford.

Este também pode ser um momento provável para outra grande explosão solar ocorrer. De acordo com Halford, será uma chance de ver como nossas medidas de segurança e precauções podem lidar bem com esse influxo de partículas solares, mas não prenda a respiração. Um estudo publicado em 2019 descobriu que a chance de um evento semelhante ao de Carrington ocorrer antes de 2029 é inferior a 1,9 por cento. “Um evento Carrington é uma daquelas coisas que você meio que quer que aconteça”, diz Halford, “porque achamos que podemos resistir”.

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Referência:

LEARN, Joshua Rapp. Are we ready for the next big solar storm? Astronomy, 04, jan. 2022. Disponível em: <https://astronomy.com/news/2022/01/are-we-ready-for-the-next-big-solar-storm>. Acesso em: 04, jan. 2022.