É bem conhecido que um tempestade solardependendo do seu nível de intensidade, pode afetar o funcionamento de redes elétricas, sistemas de navegaçãoou comunicações por satélite. O problema é que não está claro o que aconteceria hoje se a intensidade de uma tempestade atingisse níveis como os da chamada Evento Carrington em 1859um daqueles fenômenos extraordinariamente raros que ocorrem apenas uma vez a cada mil anos. Novo pesquisarporém, sugere que o impacto pode ser ainda pior do que os cientistas pensavam.
As tempestades solares ocorrem quando o vento solar – um fluxo contínuo de partículas carregadas emitidas pelo sol – interage com a magnetosfera da Terra. Durante o Evento Carrington, as comunicações telegráficas entraram em colapso em metade do mundo, e as luzes do norte eram visíveis em toda a América do Norte, até ao sul de Cuba. No mundo de hoje, fortes tempestades solares podem ter efeitos mais amplos e podem até alterar a atmosfera superior.
“O campo magnético do nosso planeta faz um excelente trabalho ao proteger-nos contra muitos efeitos climáticos espaciais e, por isso, muitas vezes aparecem apenas como falhas ou belas auroras”, observa Maria Walach, investigadora da Universidade de Lancaster que colaborou no estudo. “No entanto, existem casos extremos, em que os satélites caem inesperadamente na Terra ou perdemos a comunicação e os sinais de GPS.”
Para estimar a intensidade do vento solar, os investigadores utilizam principalmente medições feitas por satélites localizados no ponto L1 Lagrange, a cerca de 1,5 milhões de quilómetros da Terra. O problema é que essas observações não correspondem exatamente ao ambiente onde o vento solar interage com o campo magnético da Terra. Uma quantidade variável de tempo passa entre os dois pontos, e o plasma solar também muda durante sua jornada.
Os autores argumentam que esta incerteza, longe de ser mero ruído experimental, introduz um viés sistemático na análise dos dados.
Estatísticas Solares
O ponto central do estudo reside em um fenômeno estatístico bem conhecido chamado regressão à média. Em termos simples, quando uma medida é extraordinariamente elevada, o verdadeiro valor que ela tenta representar é, em média, menos extremo. Isso acontece porque incertezas aleatórias podem ocasionalmente exagerar uma observação.
No caso do vento solar, uma medição excepcionalmente intensa feita em L1 provavelmente corresponde a um vento solar um pouco menos intenso no momento em que atinge a região onde realmente interage com a magnetosfera. Se os cientistas relacionarem diretamente essa medição extrema com a resposta observada na Terra, o efeito parecerá insignificante em relação a um estímulo tão grande. Repetido milhares de vezes, este efeito cria a falsa impressão de que a magnetosfera deixa de responder à medida que a intensidade do vento solar aumenta.
O que aconteceu é que, durante anos, os cientistas acreditaram que existe um limite natural para a intensidade com que a Terra responde às tempestades solares mais extremas. Segundo essa ideia, quando o vento solar atinge valores muito elevados, o campo magnético da Terra deixa de reagir proporcionalmente e sua resposta entra em uma espécie de “saturação”. No entanto, este novo estudo sugere que talvez esse limite nunca tenha existido. O que parecia ser um fenômeno físico poderia, na realidade, ser uma ilusão causada pela forma como as medições são analisadas.
Para testar esta hipótese, os investigadores desenvolveram um modelo estatístico que incorpora as principais fontes de incerteza: as variações no tempo que o vento solar demora a chegar à Terra e as mudanças aleatórias que sofre durante essa viagem. O modelo reproduz com notável precisão a mesma curva de “saturação” observada em mais de 25 anos de dados, sem a necessidade de invocar qualquer mecanismo físico que limite a resposta da Terra.
Eles então aplicaram uma técnica conhecida como calibração de regressão, que corrige matematicamente o viés introduzido pelas incertezas de medição. Após essa correção, a suposta saturação desaparece quase completamente. A relação entre a intensidade do vento solar e a resposta geomagnética torna-se novamente essencialmente linear, pelo menos dentro do intervalo para o qual existem observações registadas suficientes – mais de um milhão delas, na verdade.
Sem limite
Quais são as consequências destes resultados, publicados na revista Nature? Se a resposta da Terra continuar a crescer proporcionalmente durante eventos catastróficos, uma tempestade solar extrema como o Evento Carrington poderá ser consideravelmente mais perigosa do que se pensava anteriormente. Os autores estimam que, para valores muito elevados de vento solar, o impacto geomagnético poderia ser aproximadamente o dobro do calculado pelos modelos tradicionais.
“Se não existe um limite máximo para a resposta do nosso planeta ao vento solar, a modelização para casos extremos precisa de ter isto em conta e devemos estar vigilantes aos efeitos do clima espacial.” disse Walach no comunicado de imprensa. “Felizmente, estes casos muito extremos são raros, mas isto também significa que temos dados limitados para trabalhar e só o tempo dirá o que acontece no tipo de evento muito extremo, um em cada mil anos.”
Na verdade, o estudo reconhece essa limitação: ainda existem muito poucos registos dos episódios mais extremos. Por esse motivo, os pesquisadores não afirmam que a saturação seja impossível. Em vez disso, argumentam que os dados disponíveis não fornecem provas estatísticas convincentes da sua existência.
Esta história apareceu originalmente em WIRED em espanhol e foi traduzido do espanhol.
