Esboço das diferentes regiões da magnetosfera da Terra. Clique para ampliar
A sonda Cluster da ESA estava no lugar certo, no momento certo, quando voou através de uma região do campo magnético da Terra que acelera elétrons a aproximadamente 1/100 da velocidade da luz. A região é chamada de região de difusão de elétrons; um limite de apenas alguns quilômetros de espessura entre o campo magnético da Terra e o do Sol. Ao longo de uma hora, as naves foram engolidas por uma região de difusão de elétrons, pois o vento solar fazia com que essa camada se movesse para frente e para trás.
Os satélites Cluster da ESA voaram através de regiões do campo magnético da Terra que aceleram elétrons a aproximadamente um centésimo da velocidade da luz. As observações apresentam aos cientistas de Cluster sua primeira detecção desses eventos e dão uma olhada nos detalhes de um processo universal conhecido como reconexão magnética.
Em 25 de janeiro de 2005, as quatro naves Cluster se encontraram no lugar certo, na hora certa: uma região do espaço conhecida como região de difusão de elétrons. É um limite de apenas alguns quilômetros de espessura que ocorre a uma altitude de aproximadamente 60.000 quilômetros acima da superfície da Terra. Marca a fronteira entre o campo magnético da Terra e o do Sol. O campo magnético do Sol é transportado para a Terra por um vento de partículas eletricamente carregadas, conhecido como vento solar.
Uma região de difusão de elétrons é como um interruptor elétrico. Quando é invertida, usa a energia armazenada nos campos magnéticos do Sol e da Terra para aquecer as partículas eletricamente carregadas nas proximidades a grandes velocidades. Dessa maneira, inicia um processo que pode resultar na criação da aurora na Terra, onde partículas carregadas em movimento rápido colidem com átomos atmosféricos e as fazem brilhar.
Há também um lado mais sinistro nas regiões de difusão de elétrons. As partículas aceleradas podem danificar os satélites colidindo com elas e causando o acúmulo de cargas elétricas. Estes curto-circuitam e destroem equipamentos sensíveis
Dezenove vezes em uma hora, o quarteto Cluster se viu envolvido em uma região de difusão de elétrons. Isso ocorreu porque o vento solar estava golpeando a camada limite, fazendo com que ela se movesse para frente e para trás. Cada cruzamento da região de difusão de elétrons durava apenas 10 a 20 milissegundos para cada sonda e, ainda assim, um instrumento único, conhecido como Electron Drift Instrument (EDI), era rápido o suficiente para medir os elétrons acelerados.
A observação é importante porque fornece as medições mais completas já feitas em uma região de difusão de elétrons. “Nem os melhores computadores do mundo podem simular regiões de difusão de elétrons; eles simplesmente não têm o poder de computação para fazer isso ”, diz Forrest Mozer, Universidade da Califórnia, Berkeley, que liderou a investigação dos dados do Cluster.
Os dados fornecerão informações valiosas sobre o processo de reconexão magnética. O fenômeno ocorre em todo o Universo em muitas escalas diferentes, em qualquer lugar onde haja campos magnéticos emaranhados. Nessas situações complexas, os campos magnéticos ocasionalmente colapsam em configurações mais estáveis. Esta é a reconexão e libera energia através das regiões de difusão de elétrons. No Sol, a reconexão magnética aciona as explosões solares que ocasionalmente liberam enormes quantidades de energia acima das manchas solares.
Este trabalho também pode ter uma influência importante na solução das necessidades de energia na Terra. Físicos nucleares que tentam construir geradores de fusão tentam criar campos magnéticos estáveis em seus reatores, mas são atormentados por eventos de reconexão que arruinam suas configurações. Se o processo de reconexão puder ser entendido, talvez as formas de impedi-lo em reatores nucleares se tornem claras.
No entanto, isso ainda está no futuro. “Precisamos fazer muito mais ciência antes de entender completamente a reconexão”, diz Mozer, cujo objetivo agora é entender quais condições de vento solar desencadeiam os eventos de reconexão e as regiões de difusão de elétrons associadas vistas pelo Cluster.
Fonte original: ESA Portal
