ARLA/CLUSTER: ACOMPANHAMENTO DE UMA ERUPÇÃO SOLAR ATRAVÉS DO SISTEMA SOLAR

João Costa > CT1FBF ct1fbf gmail.com
Sexta-Feira, 18 de Agosto de 2017 - 12:44:34 WEST 

Dez aeronaves, desde a Venus Express da ESA à Voyager 2 da NASA, sentiram o
efeito de uma erupção solar à medida que esta atravessava o Sistema Solar,
enquanto três satélites em órbita terrestre assistiram, proporcionando uma
perspetiva única nestas condições meteorológicas espaciais.

Os cientistas que trabalhavam na Mars Express da ESA estavam ansiosos por
investigar os efeitos do contato próximo do Cometa Siding Spring na
atmosfera do Planeta Vermelho, a 19 de outubro de 2014, mas em vez disso,
descobriram o que acabou por ser a marca de um evento solar.

Embora isso tenha tornado a análise de qualquer efeito relacionado com o
cometa muito mais complexa do que o previsto, desencadeou um dos maiores
esforços colaborativos para traçar a jornada de uma "ejeção de massa
coronal interplanetária" - CME ('coronal mass ejection') - do Sol ao
alcance distante do Sistema solar externo.

Embora a Terra em si não estivesse na linha de fogo, uma série de satélites
de observação solar próximos da Terra - Proba-2 da ESA, o SOHO da ESA/NASA
e o Observatório de Dinâmica Solar da NASA - testemunharam uma poderosa
erupção solar alguns dias antes, a 14 outubro.

O Stereo-A da NASA não só capturou imagens do outro lado do Sol em relação
à Terra, mas também recolheu informações "in situ", à medida que a CME
passou apressadamente.
<http://www.esa.int/var/esa/storage/images/esa_multimedia/images/2017/08/in_the_firing_line/17111406-1-eng-GB/In_the_firing_line.jpg>
A localização das várias naves durante a ejeção de massa coronal (CME) do
Sol de dia 14 de outubro de 2014. As separações dos planetas não são
mostradas à escala; as suas distâncias do Sol, no lado esquerdo, são dadas
em Unidades Astronómicas e a refletem a distância no momento em que as
medições da CME foram feitas (para outros planetas é fornecida a distância
média). A Rosetta e o cometa encontravam-se a 3,1 UA do Sol. As datas em
que a sonda começou a sentir os efeitos da CME estão indicadas na escala à
direita.
Três satélites de observação solar, na vizinhança da Terra - Proba-2 da
ESA, o satélite SOHO da ESA/NASA e o SDO da NASA - capturaram imagens do
evento, enquanto as outras naves indicadas estavam na "linha de fogo" e
fizeram observações "in situ" de, por exemplo, um aumento da força do campo
magnético, aumentos na velocidade do vento solar e diminuições no influxo
de raios cósmicos galácticos. A Stereo-A da NASA também captou imagens da
sua posição de visualização, enquanto outros dados foram registados pelas
sondas Venus Express, Mars Express e Rosetta da ESA, Mars Odyssey, MAVEN e
o rover Curiosity da NASA, além da Cassini da NASA/ESA/ASI. Embora não
conclusivas, também foram vistas pistas da CME pela sonda New Horizons da
NASA e pela Voyager 2 três meses e 17 meses depois, respetivamente.
A CME propagou-se a partir do Sol a um ângulo de pelo menos 116º (definido
pelas deteções feitas nas proximidades de Vénus e Marte) com uma velocidade
de aproximadamente 1000 km/s no Sol e de mais ou menos 450-500 km/s à
distância de Saturno um mês depois.
Crédito: ESA
(clique na imagem para ver versão maior)


Graças aos locais fortuitos de outros satélites na direção da viagem da
CME, foram feitas deteções inequívocas por três sondas de Marte - Mars
Express da ESA, Maven da NASA e Mars Odyssey - e o Rover Curiosity da NASA,
que operava na superfície do Planeta Vermelho, a Rosetta da ESA no Cometa
67P/Churyumov-Gerasimenko e a missão internacional Cassini em Saturno.

Foram até encontrados vestígios tão longe quanto a New Horizons da NASA
que, na altura, se aproximava de Plutão, e para além da Voyager 2. No
entanto, nessas grandes distâncias é possível que a evidência dessa erupção
específica se possa ter fundido com o vento solar de fundo.

"As velocidades de uma CME com distância ao Sol não estão bem
compreendidas, em particular no Sistema Solar externo", diz Olivier
Witasse, da ESA, que liderou o estudo.

"Graças às cronometragens precisas de inúmeras medições 'in situ', podemos
entender melhor o processo e devolver os nossos resultados aos modelos. "

As medições dão uma indicação da velocidade e da direção da viagem da CME,
a qual alastrou sobre um ângulo de pelo menos 116º para alcançar a Venus
Express e o Stereo-A no flanco oriental, e as sondas espaciais em Marte e
no Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, no flanco ocidental.

A partir de um máximo inicial de cerca de 1000 km/s estimado no Sol, foi
medida uma forte queda para 647 km/s pela Mars Express três dias depois,
diminuindo para 550 km/s na Rosetta, após cinco dias. Isto foi seguido por
uma diminuição mais gradual para 450-500 km/s à distância de Saturno, um
mês após o evento.
<http://www.esa.int/var/esa/storage/images/esa_multimedia/images/2017/08/multispacecraft_view/17111443-1-eng-GB/Multispacecraft_view.jpg>
Observações da ejeção de massa coronal de dia 14 de outubro de 2014, vista
por várias naves de observação solar. A erupção começou por volta das 18:30
GMT e foi observada pela primeira vez às 18:48 GMT pela SOHO. As imagens
mostram diferentes visualizações em diferentes momentos do evento. Embora a
SDO (Solar Dynamics Observatory) da NASA, o SOHO (Solar Heliospheric
Observatory) da ESA/NASA e a Proba-2 da ESA estivessem perto da Terra e
tivessem visto o evento a desenrolar-se para a esquerda nas imagens, a
Stereo-A da NASA estava posicionada no lado oposto do Sol, a partir da
perspetiva da Terra e, como tal, viu o evento no lado direito.
A seta aponta para a localização da fonte. "Loops" brilhantes persistiram
na região ativa por mais de um dia após a deteção inicial.
Crédito: SDO/NASA; SOHO (ESA & NASA); NASA/Stereo; ESA/Observatório Real da
Bélgica
(clique na imagem para ver versão maior)


Os dados também revelaram a evolução da estrutura magnética da CME, com os
efeitos sentidos pela sonda espacial durante vários dias, fornecendo
informações úteis sobre os efeitos das condições meteorológicas espaciais
em diferentes corpos planetários. As assinaturas nas várias aeronaves
incluíam, caracteristicamente, um choque inicial, um fortalecimento do
campo magnético e um aumento da velocidade do vento solar.

No caso da Venus Express da ESA, o seu pacote de ciência não foi ativado
porque a sonda estava "por trás" do Sol, vista da Terra, limitando as
capacidades de comunicação. Uma pequena indicação foi inferida a partir do
seu rastreador estelar, ao ser sobrecarregado com a radiação no momento
esperado de passagem.

Além disso, várias aeronaves que transportam monitores de radiação -
Curiosity, Mars Odyssey, Rosetta e Cassini - revelaram um efeito
interessante e bem conhecido: uma diminuição súbita nos raios cósmicos
galácticos. À medida que uma CME passa, age como uma bolha protetora,
varrendo temporariamente os raios cósmicos e protegendo parcialmente o
planeta ou a nave espacial.

Uma queda de cerca de 20% nos raios cósmicos foi observada em Marte - uma
das mais profundas registadas no Planeta Vermelho - e persistiu por cerca
de 35 horas. Na Rosetta, observou-se uma redução de 17% que durou 60 horas,
enquanto que em Saturno a redução foi ligeiramente inferior e durou cerca
de quatro dias. O aumento na duração da depressão dos raios cósmicos
corresponde a uma desaceleração da CME e da região mais ampla sobre a qual
foi dispersa em distâncias maiores.
<http://www.esa.int/var/esa/storage/images/esa_multimedia/images/2017/08/cosmic_ray_drop/17111480-1-eng-GB/Cosmic_ray_drop.jpg>
Um efeito da ejeção de massa coronal (CME) é a diminuição súbita no número
de raios cósmicos detetados, com o nome de diminuição Forbush em honra ao
cientista que a descreveu pela primeira vez. Durante a passagem da CME (a
faixa pálida na imagem do meio), age como uma bolha protetora, varrendo
temporariamente os raios cósmicos (representados como as manchas brancas) e
protegendo o planeta ou nave espacial de tal modo que o impacto dos raios
cósmicos é reduzido. Normalmente, observa-se uma diminuição rápida, com uma
recuperação mais gradual ao longo dos dias seguintes, dependendo da
velocidade e do tamanho da CME da intensidade do seu campo magnético
associado.
O gráfico dá uma representação e não está à escala.
Crédito: ESA
(clique na imagem para ver versão maior)


"A comparação da diminuição do influxo de raios cósmicos galácticos em três
locais amplamente separados devido à mesma CME é bastante nova", diz
Olivier. "Embora as observações de CMEs por várias aeronaves já tenham sido
feitas no passado, é invulgar que as circunstâncias sejam tais para incluir
tantas espalhadas pelo Sistema Solar interno e externo, como neste caso.

"Finalmente, voltando à nossa observação original pretendida, da passagem
do Cometa Siding Spring em Marte, os resultados mostram a importância de
ter um contexto das condições meteorológicas espaciais, para entender como
estes eventos solares podem influenciar, ou até mesmo ocultar, a assinatura
do cometa na atmosfera de um planeta."

*Links:*

*Notícias relacionadas:*
ESA (comunicado de imprensa)
<http://www.esa.int/About_Us/ESAC/Tracking_a_solar_eruption_through_the_Solar_System>
NASA (comunicado de imprensa)
<https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/nasa-esa-spacecraft-track-solar-storm-through-space>
Journal of Geophysical Research (PDF)
<http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2017JA023884/epdf>
Naves da NASA e da ESA seguem tempestade solar pelo espaço (NASA Goddard
via YouTube) <https://www.youtube.com/watch?v=6N8WZvZCQ7E>
EurekAlert! <https://eurekalert.org/pub_releases/2017-08/nsfc-nes081517.php>
PHYSORG <https://phys.org/news/2017-08-tracking-solar-eruption.html>
Gizmodo
<https://www.gizmodo.com.au/2017/08/unintended-experiment-tracks-a-solar-eruption-to-the-outer-reaches-of-the-solar-system/>

*Sol:*
Wikipedia <http://en.wikipedia.org/wiki/Sun>
Núcleo de Astronomia do Centro Ciência Viva do Algarve
<http://www.ccvalg.pt/astronomia/sistema_solar/sol.htm>

*Clima espacial:*
Wikipedia <https://en.wikipedia.org/wiki/Space_weather>
spaceweather.com <http://www.spaceweather.com/>

*CME (Ejeção de Massa Coronal):*
Wikipedia <http://en.wikipedia.org/wiki/Coronal_mass_ejection>
Universidade Estatal do Montana
<http://solar.physics.montana.edu/press/faq.html>

*SOHO:*
Página oficial  <http://sohowww.estec.esa.nl/>
Página da ESA  <http://www.esa.int/export/esaSC/120373_index_0_m.html>
Wikipedia <http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_and_Heliospheric_Observatory>

*SDO:*
NASA <http://www.nasa.gov/mission_pages/sdo/main/index.html>
Wikipedia <http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_Dynamics_Observatory>

*Sondas STEREO:*
NASA <http://stereo.gsfc.nasa.gov/>
NASA - 2 <http://www.nasa.gov/mission_pages/stereo/main/#.UpMsNsRdV8E>
Wikipedia <http://en.wikipedia.org/wiki/STEREO>

*Venus Express:*
ESA <http://www.esa.int/SPECIALS/Venus_Express/index.html>
NASA <http://nssdc.gsfc.nasa.gov/database/MasterCatalog?sc=2005-045A>
Wikipedia <http://en.wikipedia.org/wiki/Venus_Express>

*MAVEN:*
NASA <http://www.nasa.gov/mission_pages/maven/main/#.UnJoWfm-2G4>
NASA - 2 <http://mars.jpl.nasa.gov/maven/>
Wikipedia <http://en.wikipedia.org/wiki/MAVEN>

*Mars Express:*
ESA <http://www.esa.int/SPECIALS/Mars_Express/>
Wikipedia <http://en.wikipedia.org/wiki/Mars_Express>

*Mars Odyssey:*
NASA <http://mars.jpl.nasa.gov/odyssey/>
Wikipedia <http://en.wikipedia.org/wiki/2001_Mars_Odyssey>

*Rover Curiosity (MSL):*
NASA <http://www.nasa.gov/mission_pages/msl/index.html>
NASA - 2 <http://mars.jpl.nasa.gov/msl/>
Facebook <https://www.facebook.com/MarsCuriosity>
Twitter <https://twitter.com/marscuriosity>
Wikipedia <http://en.wikipedia.org/wiki/Mars_Science_Laboratory>

*Sonda Rosetta:*
ESA <http://www.esa.int/esaMI/Rosetta/index.html>
Wikipedia <http://en.wikipedia.org/wiki/Rosetta_(spacecraft)>


*Cassini:*NASA <http://saturn.jpl.nasa.gov/home/index.cfm>
Wikipedia <http://en.wikipedia.org/wiki/Cassini-Huygens>

*New Horizons:*
Página oficial <http://pluto.jhuapl.edu/>
NASA <http://www.nasa.gov/mission_pages/newhorizons/main/#.VIWgrdWsV8E>
Wikipedia <http://en.wikipedia.org/wiki/New_Horizons>

*Sonda Voyager 2:*
NASA <http://voyager.jpl.nasa.gov/>
Voyager 2 (Wikipedia) <https://en.wikipedia.org/wiki/Voyager_2>

Fonte:  Núcleo de Astronomia do Centro Ciência Viva do Algarve
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