Um esforço de pesquisa liderado pelo Dr. Atsuki Shinbori do Instituto de Pesquisa Espaço-Terra da Universidade de Nagoya reuniu observações diretas durante a tempestade e produziu a primeira visão detalhada de como um evento desse tipo comprime a plasmasfera da Terra (uma região protetora de partículas carregadas em torno do planeta). Os resultados, publicados na revista Earth, Planets and Space, mostram como tanto a plasmasfera quanto a ionosfera reagem durante distúrbios solares intensos, oferecendo insights que podem melhorar previsões sobre interrupções em satélites, problemas de GPS e questões de comunicação causadas por clima espacial extremo.

Satélite Arase Regista uma Colapso Raro da Plasmasfera

Lançado pela Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial (JAXA) em 2016, o satélite Arase percorre a plasmasfera da Terra e mede ondas de plasma e campos magnéticos. Durante a supertempestade de maio de 2024, ele se encontrava em uma posição ideal para registrar a severa compressão da plasmasfera e a lenta recuperação que se seguiu. Este foi o primeiro momento em que os cientistas conseguiram dados contínuos e diretos mostrando a plasmasfera se contraindo a altitudes tão baixas durante uma supertempestade.

“Nós monitoramos as mudanças na plasmasfera utilizando o satélite Arase e empregamos receptores de GPS baseados em terra para acompanhar a ionosfera — a fonte de partículas carregadas que reabastecem a plasmasfera. Acompanhando ambas as camadas, conseguimos observar como a plasmasfera se contraiu dramaticamente e por que a recuperação foi tão prolongada,” explicou o Dr. Shinbori.

Supertempestade Leva a Plasmasfera a Altitudes Recordes

A plasmasfera colabora com o campo magnético da Terra para bloquear partículas carregadas nocivas provenientes do Sol e do espaço profundo, oferecendo proteção natural para satélites e outras tecnologias. Em condições normais, essa região se estende longe da Terra, mas a tempestade de maio forçou sua borda externa a se aproximar da superfície, de cerca de 44.000 km para apenas 9.600 km.

A tempestade se formou após várias erupções significativas no Sol que liberaram bilhões de toneladas de partículas carregadas em direção à Terra. Em apenas nove horas, a plasmasfera foi comprimida para cerca de um quinto de seu tamanho habitual. Sua recuperação foi extraordinariamente lenta, exigindo mais de quatro dias para se reabastecer, o que representa o maior tempo de recuperação registrado desde que o Arase começou a monitorar a região em 2017.

“Descobrimos que a tempestade inicialmente causou um aquecimento intenso próximo aos polos, mas depois isso resultou em uma queda acentuada nas partículas carregadas da ionosfera, o que atrasou a recuperação. Essa interrupção prolongada pode impactar a precisão do GPS, interferir nas operações de satélites e complicar a previsão do clima espacial,” observou o Dr. Shinbori.

Supertempestade Impulsiona Auroras Mais Próximas do Equador

Durante o auge da tempestade, a atividade solar pressionou o campo magnético da Terra de tal forma que as partículas carregadas puderam viajar muito mais ao longo das linhas do campo magnético em direção ao equador. Como resultado, auroras vívidas surgiram em locais que raramente as experienciam.

Normalmente, auroras ocorrem perto dos polos porque o campo magnético da Terra canaliza partículas solares para a atmosfera nessas áreas. Esta tempestade foi poderosa o suficiente para deslocar a zona auroral muito além de sua localização usual próxima aos círculos Ártico e Antártico, produzindo exibições em regiões de médias latitudes, como Japão, México e sul da Europa — locais onde auroras são pouco vistas. Tempestades geomagnéticas mais intensas permitem que as luzes alcancem regiões ainda mais próximas ao equador.

Tempestades Negativas Retardam o Retorno da Plasmasfera ao Normal

Cerca de uma hora após a chegada da supertempestade, partículas carregadas inundaram a alta atmosfera da Terra nas latitudes elevadas e fluiram em direção ao polo. À medida que a tempestade começou a enfraquecer, a plasmasfera iniciou o reabastecimento com partículas fornecidas pela ionosfera.

Esse processo de reabastecimento normalmente leva apenas um dia ou dois, mas neste caso a recuperação se estendeu por quatro dias devido a um fenômeno conhecido como tempestade negativa. Em uma tempestade negativa, os níveis de partículas na ionosfera caem abruptamente em grandes áreas quando o aquecimento intenso altera a química atmosférica. Isso reduz os íons de oxigênio que ajudam a formar as partículas de hidrogênio necessárias para restaurar a plasmasfera. Tempestades negativas são invisíveis e só podem ser detectadas por meio de satélites.

“A tempestade negativa retardou a recuperação ao alterar a química atmosférica e cortar o fornecimento de partículas para a plasmasfera. Essa ligação entre tempestades negativas e recuperação atrasada nunca havia sido claramente observada antes,” disse o Dr. Shinbori.

Importância das Descobertas para o Clima Espacial e Tecnologia

Esses resultados proporcionam uma compreensão mais clara de como a plasmasfera muda durante uma severa tempestade solar e como a energia se movimenta nessa região do espaço. Vários satélites enfrentaram problemas elétricos ou pararam de transmitir dados durante o evento, os sinais de GPS tornaram-se menos precisos e as comunicações via rádio foram interrompidas. Conhecer quanto tempo a camada de plasma da Terra leva para se recuperar de tais distúrbios é essencial para prever o clima espacial futuro e proteger a tecnologia que depende de condições estáveis no espaço próximo à Terra.