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Pesquisador do INPE recebe prêmio internacional de clima espacial

Com informações da Fapesp - 31/07/2017

Aurora, resultado da interação do clima espacial com a atmosfera terrestre.
[Imagem: NOAA]

Prêmio Clima Espacial

Walter Gonzalez, pesquisador titular do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), foi o ganhador do Prêmio Clima Espacial (Space Weather Prize 2017).

O prêmio, concedido a cada quatro anos pela União Geofísica Americana (AGU), dos Estados Unidos, contempla cientistas que tenham dados contribuições importantes no estudo do clima espacial, área da física e da ciência espacial que enfoca os efeitos da atividade do Sol nas vizinhanças da Terra.

Em sua tese de doutorado, redigida em 1973 na Universidade da Califórnia em Berkeley, Gonzalez apresentou o primeiro modelo da interação do vento solar com a magnetosfera terrestre. Esse trabalho tornou-se um clássico na área e, apesar de todo o tempo transcorrido desde então, continua sendo citado e servindo de referência para a modelagem atual.

"O processo que estudei, chamado de 'reconexão magnética', refere-se à junção dos campos magnéticos do Sol e da Terra. Trata-se de processo fundamental para entender o clima espacial. Naquela época havia poucos satélites e praticamente nenhum passava pela zona de reconexão. Usei teoria e dados transmitidos por essa zona para a ionosfera terrestre na região polar. Depois, lançamos foguetes nessa região para observar as variações do campo magnético e verificamos que nosso modelo era consistente", disse o pesquisador

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Importância do clima espacial

Hoje, os conhecimentos que vêm sendo obtidos no campo do clima espacial têm importância fundamental para a segurança das missões espaciais, dos numerosos satélites que orbitam a Terra, dos aviões que sobrevoam regiões próximas aos polos, para os sistemas de comunicação e o sem-número de equipamentos eletrônicos instalados na superfície terrestre. Isso porque a magnetosfera do planeta é altamente afetada pela atividade solar.

Essa região, onde estão em órbita praticamente todos os satélites artificiais da Terra, interage fortemente com os jatos de matéria e energia lançados ao espaço pelas erupções do Sol. No lado diurno, isto é, voltado para o Sol, a magnetosfera avança cerca de 12 a 15 raios terrestres (de 78.000 a 97.500 quilômetros, aproximadamente). No lado noturno, a chamada cauda da magnetosfera se estende por mais de 100 raios terrestres (mais de 650.000 quilômetros), portanto muito além da órbita da Lua (situada a 60 raios terrestres).

"A magnetosfera é, fundamentalmente, uma região caracterizada pelo campo magnético da Terra. Mas também possui conteúdo material, na forma de um plasma rarefeito. É o vento solar que confere a ela sua forma característica, semelhante à de um cometa. A pressão do vento solar comprime e confina o campo magnético no lado diurno. E o arrasta e alonga no lado noturno", afirmou Gonzalez.

Quando ocorrem atividades solares muito intensas, a magnetosfera pode ser palco de tempestades geomagnéticas. Embora raros, esses eventos já ocorreram algumas vezes nos tempos recentes. Quando acontecem, todo o espaço vizinho da Terra é afetado pelo fluxo de partículas muito energéticas (prótons, elétrons etc.) provenientes do Sol, por partículas arrancadas do cinturão de radiação de Van Allen e por correntes elétricas induzidas na magnetosfera. Tais ocorrências podem danificar os satélites ou deslocá-los de suas órbitas; afetar as linhas de alta tensão e provocar blecautes na superfície da Terra, devido às correntes induzidas na ionosfera; e ser até letais para astronautas de veículos tripulados. Nas regiões aurorais, situadas em altas latitudes ao norte e ao sul, os efeitos chegam à atmosfera, produzindo as auroras boreal e austral.

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Erupção solar de 1859

"A erupção solar mais intensa registrada na era contemporânea foi a de 1859, quando auroras de grande magnitude foram observadas até mesmo em latitudes tão baixas como as do Havaí, Cuba, Rio Grande do Sul, Argentina e Chile. Naquela época, o único recurso tecnológico que podia ser afetado pelo evento eram os telégrafos. E registros de várias regiões do mundo mostram que quase todos os telégrafos se queimaram. Atualmente, com toda a tecnologia eletrônica instalada, o efeito seria desastroso. Estudos indicam que o planeta levaria cerca de 10 anos para se recuperar", informou o pesquisador.

Medidas preventivas incluem o desligamento dos detectores dos satélites, a suspensão do tráfego aéreo nas regiões aurorais e a adoção de procedimentos de segurança nas linhas de transmissão elétrica, entre outras. Mas é difícil saber ao certo se e quando uma erupção importante ocorrerá. Para aumentar o conhecimento da atividade solar e possibilitar previsões mais acuradas, o lançamento de duas sondas rumo ao Sol está previsto para os próximos anos. São elas a Sonda Solar Parker, da Nasa, e a Orbitador Solar, da ESA.

A missão da Nasa, que antes se chamava apenas "Sonda Solar", foi renomeada como "Sonda Solar Parker" em homenagem ao astrofísico norte-americano Eugene Parker, pioneiro no descobrimento do vento solar e nas pesquisas sobre a reconexão magnética. É a primeira vez que uma missão recebe o nome de um cientista ainda vivo. Atualmente com 90 anos, Parker foi coeditor do livro Reconexão Magnética, de Walter Gonzalez.

"O objetivo desses dois empreendimentos, complementares e articulados, é estudar de perto a coroa solar e os processos fundamentais que originam as erupções. Espera-se que as informações aportadas possibilitem prever, a partir da Terra, com um ou dois dias de antecedência, a ocorrência de tempestades geomagnéticas. Dado o alerta, todas as medidas preventivas seriam adotadas, de forma a minimizar os possíveis danos", comentou Gonzalez.

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[Imagem: JHU/APL]

Clima espacial no Brasil

Apesar de seu território situar-se entre baixas latitudes, o Brasil não está infenso às perturbações provocadas pelos eventos solares. Isso devido à proximidade do Sul do país com a chamada "anomalia magnética do Atlântico Sul", onde se precipitam principalmente elétrons energéticos do cinturão de radiação de Van Allen.

Por meio de convênio assinado em maio de 2015, o Brasil participa do esforço internacional de entendimento do clima espacial. Por um lado, o Inpe recebe da Nasa dados de satélites para modelagem e interpretação; por outro, fornece à Nasa informações de baixas latitudes, obtidas por detectores terrestres instalados em diversas regiões do país.

A participação, no caso, contempla duas importantes missões da Nasa na zona de reconexão magnética: a Themis, composta por uma frota de cinco satélites que atravessam a região e observam com bastante detalhe o que acontece ali; e a Missão Multiescala Magnetosférica (MMS), composta por quatro satélites, maiores do que os da missão Themis, cada qual pesando cerca de uma tonelada.

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Homenagem

Walter Gonzalez nasceu no Peru e graduou-se em Física na Universidade Nacional de Engenharia (1967) de Lima. Com uma bolsa da Organização dos Estados Americanos (OEA), veio para o Brasil, onde fez seu mestrado em Geofísica Espacial no Inpe (1969), antes de seguir para o doutorado em Berkeley (1973).

Posteriormente, alternou períodos de atuação no Brasil com trabalhos na Universidade Stanford, no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), no Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da Nasa, na Administração Nacional Atmosférica e Oceânica (Noaa) e na Universidade de Nagoya, noJapão.

A premiação do cientista é, antes de tudo, um reconhecimento de sua grande contribuição à área. Mas também distingue o prolongado empenho da ciência brasileira no setor. Gonzalez é autor de 195 artigos científicos em periódicos internacionais, de quatro livros e de 25 capítulos de livros. Além disso participou da organização de 10 workshops internacionais sobre tempestades magnéticas realizados em diversos países. Pelo fato de a primeira dessas reuniões ter ocorrido no Brasil, elas ficaram conhecidas sob o nome de "Brazil Workshops". A síntese das conclusões dessa primeira reunião, redigida por Gonzalez, já recebeu até agora mais de 1.200 citações.