O campo magnético da Terra produz jatos de plasma

Embora o campo magnético da Terra nos proteja do vento solar e do clima espacial, ele nem sempre oferece proteção completa. Veja o que os dados de satélite revelam!

Uma aurora aparece sobre Uppsala, Suécia, no final de janeiro de 2022. Tais fenômenos podem ocorrer quando o jato de plasma ocorre na magnetosfera da Terra. Crédito: Kjell Carli/KTH Royal Institute of Technology.

Pesquisadores descobriram um novo mecanismo no ambiente espacial da Terra que pode permitir que partículas solares passem pela primeira linha de defesa do planeta. A interação constante entre o campo magnético da Terra e as partículas supersônicas do Sol às vezes resulta em jatos de plasma em pequena escala.

Esses jatos podem enfraquecer a proteção da barreira contra os efeitos do clima espacial, que não apenas produzem auroras gloriosas, mas também podem causar interrupções nas redes elétricas e nas comunicações por satélite.

Publicando na Nature Communications, pesquisadores do KTH Royal Institute of Technology em Estocolmo identificaram e explicaram o mecanismo pelo qual esses jatos de alta pressão ocorrem quando a velocidade do vento solar supersônico é atenuada pelo choque da magnetosfera da Terra.

Formato elíptico da magnetosfera é causado pela força dos ventos solares que incidem sobre o campo magnético da Terra. Créditos: Marc Ward/ Shutterstock.com.

O autor principal, Savvas Raptis, estudante de doutorado na KTH, diz que os resultados podem ser aplicados universalmente.

“Eles podem existir em outros ambientes de plasma semelhantes, que podem ser encontrados em todo o universo, de objetos astrofísicos a outros planetas, bem como aqui na Terra”.

À medida que o plasma viaja em velocidade supersônica em direção à Terra, ele colide com o campo magnético, que emana do núcleo do planeta, e desacelera abruptamente, formando um choque de arco.

Além deste ponto encontra-se uma zona de transição conhecida como bainha magnética. É aí que o plasma comprimido e aquecido permanece relativamente uniforme na maior parte, mas onde as ondas e partículas a jusante e a montante interagem e evoluem às vezes dando lugar a novos fenômenos.

Uma consequência dessa dinâmica é a formação de jatos com pressão dinâmica maior que a do próprio vento solar.

A nuvem laranja representam o vento solar, a linha roxa é a linha de choque entre o vento solar e a magnetosfera terrestre e as linhas azuis que rodeiam a Terra representam sua magnetosfera protetora. Créditos: SOHO/NASA.

Raptis diz que focar em pesquisas em pequena escala é necessário para entender os detalhes de como o ambiente espacial da Terra está configurado. A maioria das pesquisas nas últimas décadas se concentrou nas mudanças em grande escala causadas por fenômenos de macroescala ligados à atividade solar. Porém, à medida que é descoberto cada vez mais fenômenos de menor escala, ambientes como o choque de arco da Terra e fenômenos associados, como jatos de magnetobainha, desempenham um papel muito importante.

“Conseguimos observar partes anteriormente inexploradas do ambiente espacial circundante da Terra”, diz Raptis.

Foi mostrado como essas missões espaciais são úteis para entender e explicar a natureza. A evolução dos choques e como ela está ligada à geração de jatos é uma peça necessária para entender o ambiente espacial da Terra.