Por que monitorar o Sol?

Anualmente, as explosões solares são responsáveis por aproximadamente 1 bilhão de dólares em prejuízos e quem mais sofre com essas perdas são as concessionárias de energia elétrica e equipamentos de satélites, que por estarem em órbita não recebem a proteção das camadas mais altas da atmosfera. 

Além disso, durante uma explosão solar os prótons são acelerados a mais de 100 mil km/s. Quando colidem com satélites ou seres humanos no espaço ou em voos em grandes altitudes podem causar danos em equipamwentos eletrônicos ou transformações biológicas no DNA.

ATENÇÃO
Humanos a bordo de aeronaves em trânsito nas latitudes elevadas podem estar expostos a fortes doses de radiação caso o Fluxo de Prótons da Radiação Solar ultrapasse o Nível S1, a linha tracejada vista no gráfico ao lado.

Monitore os Sol As imagens do Sol e o gráfico de fluxo de raios X permitem uma observação imediata do que está acontecendo com a nossa estrela em tempo quase real. Os gráficos do Índice KP e Vento Solar fornecem um quadro instantâneo sobre a instablidade da ionosfera e as consequentes tempestades geomagnéticas. O Modelo Solar é uma previsão matemática do possível sentido, deslocamento e densidade das partículas carregadas que foram arremessadas ao espaço pelas Ejeções de Massa Coronal, CME, durante uma tempestade solar. O acompanhamento deste modelo permite saber com antecedência se uma explosão solar poderá atingir a Terra, representada pelo pontinho amarelo no gráfico. Fluxo de Raios-X A observação desse gráfico nos revela instantâneamente a ocorrência de flares e explosões solares e seus possíveis efeitos imediatos como "Rádio-tempestades" ou tempestades geomagnéticas caso os flares sejam acompanhados de ejeção de massa coronal. O eixo vertical esquerdo deste gráfico está calibrado em GigaWatts e mostra a potência instantânea de raios-x entre 1 e 8 Angstrom que incide a cada minuto sobre a área visível da Terra (127.451.000 km2) . Do lado direito temos a tradução dessa emissão em termos de "classes de flares", mais fáceis de serem interpretadas. Índice KP Este gráfico mostra a instablidade atual na ionosfera e revela a ocorrência ou não de tempestades geomagnéticas (tormentas magnéticas que acontecem na Terra). Normalmente, o valor do Índice KP situa-se entre KP=1 e KP=3. Valores maiores são indícios de anomalias provocadas principalmente pela chegada de uma onda de partículas provenientes de uma tempestade solar ou então do aumento da velocidade do vento solar. Vento Solar No estilo velocímetro, esse gráfico informa a velocidade atual do vento solar. O valor de background dessa "brisa de particulas" situa-se próximo a 350 km/s, mas diversos fatores podem elevar facilmente essa velocidade, entre eles a chegada de partículas vindas após uma explosão solar, uma onda de choque de partículas ou então a presença de um buraco coronal apontado para a Terra. Esses fatores fazem com que o vento aumente a velocidade, consequentemente elevando o Índice KP.

Explicação A linha vermelha exibida no gráfico mostra o Fluxo de Raios X registrado pelo satélite GOES-14 no comprimento de onda entre 1 e 8 angstrons. Dentro desta região do espectro, os flares solares produzem picos que permitem classificar a intensidade da tempestade solar. Picos superiores a 10-5 já são considerados tempestades. Maiores que 10-4 são tempestades de classe X, bastante intensas. Do lado direito do gráfico existe a correlação entre o fluxo de raios X e os flares solares. Flares de Classe X podem provocar blackouts de radiopropagação que podem durar diversas horas ou até mesmo dias. As rajadas da Classe M são de tamanho médio e também causam blackouts de radiocomunicação que afetam diretamente as regiões polares. Rajadas de Classe C ou inferiores são fracas e pouco perceptíveis aqui na Terra. O gráfico é atualizado a cada 3 minutos.

Explicação O gráfico acima mostra o Índice KP de atividade solar e é atualizado a cada 3 horas. Os valores são derivados do tradicional Índice K, informados por uma série de magnetômetros instalados principalmente no Canadá e EUA. O índice retrata diretamente a intensidade do fluxo solar e as perturbações causadas na alta atmosfera terrestre, principalmente a ionosfera. O Índice KP varia conforme a hora do dia, época do ano e também com a posição da Terra em relação ao Sol. Também existe relação direta com a quantidade de manchas solares. Quanto mais alto o índice, mais ruidoso está o Sol e mais radiação ionizante atinge a Terra.Quando o índice KP está abaixo de 5 as condições da ionosfera estão quietas. Acima desse número já ocorrem tempestades geomagnéticas, sendo que números acima de 6 já são considerados preocupantes e diversas empresas e instituições são alertadas sobre a possibilidade de interferências e danos em equipamentos.

Índice KP e Efeitos Associados KP=9 Extremo Sistemas de potência: São esperados problemas de grandes proporções e acionamentos de sistemas de proteção. Redes de distribuição podem entrar em colapso, provocando blecautes. Transformadores podem ser danificados.Espaço: Intensas correntes induzidas nos circuitos dos satélites. Operações de orientação, uplink e downlink de dados são seriamente afetados. Erros significativos de rastreio devido ao forte aumento do arrasto na atmosfera.Outros: As correntes induzidas podem alcançar centenas de amperes. Fechamento completo da propagação em ondas curtas (HF) por diversos dias. Navegação por satélite praticamente impossível durante vários horas. Radionavegação por baixa frequência (beacons, ILS, etc) pode ser impossível por muitas horas. Auroras ocorrem em latitudes muito baixas (40º) KP=8 Severo Sistemas de potência: Possíbilidade de problemas de grandes proporções. Alguns sistemas podem detectar incorretamente informações nas redes de distribuição.Espaço: Satélites podem experimentar surtos de tensões induzidas. Correção de posicionamento e orientação podem ser necessários devido ao forte arrasto na atmosfera superior.Outros: Tensões induzidas nas tubulações podem requerer medidas preventivas. Propagação em Ondas Curtas (HF) se tornam exporádicas e a navegação por satélite pode permanecer degradada por horas. Radionavegação em ondas médias e longas (beacons, ILS, etc) se tornam corrompidas e auroras boreais são vistas em latitudes mais baixas (45º) KP=7 Forte Sistemas de potência: Podem ser necessário correções na tensão. Alarmes falsos podem ser disparados em alguns dispositivos de proteção.Espaço: Correntes induzidas podem afetar sistemas satelitais. Satélites de órbita baixa podem sofrer com o aumento do arrasto da atmosfera. Correções de posicionamento e orientação se tornam necessárias.Outros: Podem ocorrer problemas intermitentes na navegação e orientação por satélites ou através de sinais baixa frequência (beacons, ILS, etc). Comunicações por HF podem ser intermitentes e auroras podem ser vistas em latitudes baixas, ao redor de 50º. KP=6 Moderado Sistemas de potência: Redes elétricas em latitudes elevadas podem sofrer alertas de variação de tensão. Se prolongadas, as tempestades podem danificar transformadores.Espaço: Podem ser necessárias reorientações na órbita de satélites. O aumento do arrasto da atmosfera pode interferir no cálculo orbital.Outros: Pode fechar a propagação em ondas curtas (HF) nas latitudes elevadas. Ocorrência de auroras boreais em latitudes baixas, ao redor de 55º. KP=5 Fraco Sistemas de potência: Podem ocorrer flutuações fracas na rede elétrica.Espaço: Possíveis impactos nas operações que envolvem satélites.Outros: Alguns animais migratórios podem ser afetados. Auroras boreais visíveis em latitudes altas.

Previsão da Atividade Solar Futura Explicação Este gráfico, atualizado mensalmente, mostra o progresso e a previsão da atividade solar ao longo dos anos. O eixo vertical indica o fluxo solar no comprimento de onda de 10.2 cm (2800 MHz). Esse número varia dentro de uma margem que vai de 60, quando não há manchas solares, até até 300, quando o Sol apresenta muitas manchas. O eixo horizontal é o progresso da atividade ao longo dos anos, desde o passado até o atual momento e se estende por diversos anos no futuro. A linha vermelha mostra a previsão da atividade futura, baseada em dados históricos coletados até o mês anterior ao atual.Conclusão Baseado na atual previsão, informada no topo do gráfico, vemos que o pico da atividade solar do ciclo atual ocorrerá em maio de 2013. Os valores calculados mostram que o fluxo solar ficará entre 132 e 150 , com o máximo previsto de 100 manchas solares . Utilizando os dados e imagens Os dados e imagens apresentados permitem ao interessado conhecer de imediato as condições solares e sua interferência aqui na Terra. Uma simples olhada no índice KP fornece uma visão bastante precisa da instabilidade da ionosfera. Usado em conjunto com a tabela ao lado é possível estimar as possíveis consequências que o bombardeio de partículas solares é capaz de produzir. Observando o gráfico vermelho do fluxo de raios-x, o usuário também poderá prever o comportamento da ionosfera nos próximos dias. Picos prolongados atingindo a classe M e X provavelmente farão o Índice KP subir entre 48 e 72 horas. E quanto mais rápido o vento solar, mais rápidamente as partículas estarão viajando e mais rápido se chocarão contra a alta atmosfera. Além disso, as imagens do coronógrafo Lasco C2 e C3 proporcionam um verdadeiro espetáculo, com os planetas e estrelas sempre cruzando o campo de visão do instrumento.

Explosão Solar e Tempestades Geomagnéticas Explosão Solar Também chamada de erupção, flare ou rajada, a explosão solar acontece quando uma gigantesca quantidade de energia armazenada em campos magnéticos, geralmente acima das manchas solares, é repentinamente liberada. Os flares produzem forte emissão de radiação que se espalha por todo o espectro eletromagnético e se propaga desde a região das ondas de rádio até a região dos raios X e raios gama. Como consequência das explosões solares temos as chamadas Ejeções de Massa Coronal ou CME, enormes bolhas de gás ionizado com mais 10 bilhões de toneladas, que são lançadas ao espaço a velocidades que superam facilmente a marca de um milhão de quilômetros por hora. Classificação Quando observadas dentro do espectro de raios-x, entre 1 e 8 Angstroms, os flares produzem um intenso brilho ou clarão e sua intensidade que permite classificar o fenômeno. Os flares de Classe X são intensos e durante os eventos de maior atividade podem provocar blackouts de radiopropagação que podem durar diversas horas ou até mesmo dias. Em casos extremos podem causar colapso em sistemas de distribuição de energia elétrica, panes em satélites, destruir transformadores e circuitos eletrônicos. As rajadas da Classe M são de tamanho médio e também causam blackouts de radiocomunicação que afetam diretamente as regiões polares. Tempestades menores muitas vezes seguem as rajadas de classe M. Por fim existem as rajadas de Classe C, fracas e pouco perceptíveis aqui na Terra. Tempestades Geomagnéticas Depois de ejetadas, as partículas levam aproximadamente três dias para cruzar os 150 milhões de quilômetros que separam o Sol do nosso planeta. Quando atingem cerca de 60 mil km de altitude, as partículas são desviadas pela magnetosfera terrestre em direção aos polos. Na atmosfera superior dessas regiões elas se chocam com os átomos de oxigênio e nitrogênio e produzem radiação nos comprimentos de onda do verde e do vermelho respectivamente. Esse efeito luminoso é chamado aurora (foto ao lado). Quanto maior a atividade solar, mais intensas são as auroras, que recebem o nome de boreais quando ocorrem próximas ao polo norte e austrais quando próximas ao polo sul. Normalmente, as auroras ocorrem entre 60 km e 150 km de altitude.