Compreender e prever explosões de partículas de alta energia do Sol é fundamental para proteger os astronautas, os satélites e a tecnologia na Terra e no espaço (? Você quer se concentrar na Terra ou no espaço (como viajar para Marte))? Conhecidos como eventos de partículas energéticas solares, estes eventos são explosões poderosas de partículas carregadas de alta energia provenientes do sol que podem perturbar sistemas de comunicações, danificar bens valiosos e criar riscos para a saúde no espaço. Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Michigan, do Goddard Space Flight Center da NASA e do Grupo de Análise de Radiação Espacial da NASA criou um novo modelo de computador chamado Vento Solar com Linhas de Campo e Partículas Energéticas (SOFIE) para melhorar as previsões desses eventos prejudiciais. Sua pesquisa foi publicada na revista Space Weather.
O modelo SOFIE ajuda a prever estes eventos climáticos espaciais, simulando como as partículas energéticas aceleram (ou seja, como ganham velocidade e energia, e como se propagam através do espaço). Ao combinar as condições do vento solar em tempo real, o fluxo constante de partículas carregadas do Sol e simulações computacionais detalhadas de poderosas erupções solares chamadas ejeções de massa coronal, que são explosões gigantes de plasma e campos magnéticos das camadas externas do Sol, o modelo fornece uma maneira mais precisa de prever os perigos da radiação espacial. “Ao usar a física fundamental para simular estes eventos, podemos prever com mais precisão a intensidade das partículas energéticas do Sol”, explicou o Dr.
Os pesquisadores testaram o SOFIE em eventos anteriores de partículas energéticas solares para ver quão bem ele poderia prever seu comportamento. Os resultados mostram que o modelo está de acordo com as observações reais e representa uma melhoria significativa em relação aos métodos anteriores. Além disso, o modelo SOFIE é o único modelo preditivo que integra totalmente todos os componentes-chave da dinâmica das partículas energéticas solares, incluindo aceleração e transporte da coroa inferior para o espaço interplanetário, enquanto mantém capacidades preditivas mais rápidas que o tempo real.
Uma das principais vantagens do SOFIE é a sua capacidade de rastrear como as ejeções de massa coronal interagem com o vento solar e aceleram partículas de alta energia. O modelo segue um processo passo a passo, primeiro simulando as condições do vento solar de fundo, depois adicionando cordas de fluxo (uma estrutura de campo magnético torcido) para inicializar as ejeções de massa coronal e, finalmente, prevendo como as partículas energéticas se movem através do espaço. Esta abordagem permite aos cientistas obter uma imagem mais clara de como ocorrem as erupções solares e como podem afetar a Terra. “Mostramos que nosso modelo pode capturar com precisão os principais processos por trás dos eventos de partículas energéticas no Sol”, disse o Dr.
O estudo sugere que o SOFIE pode tornar-se uma ferramenta valiosa para a previsão do tempo espacial, fornecendo aos astronautas, operadores de satélites e agências espaciais um alerta precoce sobre perigos potenciais. Ao melhorar as previsões, o modelo ajuda a proteger a saúde dos astronautas da radiação e das redes de comunicações e dos sistemas de navegação contra danos causados por tempestades solares. A equipe de pesquisa planeja melhorar ainda mais o SOFIE adicionando mais dados em tempo real e aumentando sua janela de tempo de previsão para melhor apoiar futuras missões espaciais.
Referência do diário
Zhao L., Sokolov I., Gombosi T., Lario D., Whitman K., Huang Z. et al. “Modelo de Vento Solar com Linhas de Campo e Partículas Energéticas (SOFIE): Aplicação a Eventos Históricos de Partículas Energéticas Solares.” Clima Espacial, 2024. DOI: https://doi.org/10.1029/2023SW003729
