Como sabemos se um CME está dirigido para Terra e quando irá chegar?

Quando ocorre uma explosão solar ou erupção de filamento, não sabemos imediatamente se ela lançou uma ejeção de massa coronal (CME). Mesmo se uma ejeção de massa coronal irromper para o espaço, não há garantias de que ela seja voltada para a Terra. Neste artigo, mostraremos os métodos que você pode usar para determinar se uma ejeção de massa coronal eclodiu do Sol, se ela está voltada para a Terra e quando pode chegar.

1. Usando o monitor de fluxo de prótons

Em nosso site, você encontrará um gráfico de dados mostrando a quantidade de prótons solares ≥10 MeV medidos perto da Terra. Durante grandes explosões no Sol, uma tempestade de radiação solar pode ser acionada. Os prótons solares são lançados no espaço e podem viajar a velocidades próximas à da luz em eventos extremos. Eles são as primeiras partículas a chegar à Terra, portanto, uma tempestade de radiação solar pode se desenvolver muito rapidamente após um grande evento no sol. Esses prótons solares são um bom indicador de que houve um evento solar eruptivo que provavelmente lançou uma ejeção de massa coronal para o espaço. Embora possamos ter certeza de que uma ejeção de massa coronal foi lançada para o espaço, esta não é a maneira ideal de determinar se a ejeção de massa coronal é direcionada para a Terra, já que essas partículas tendem a seguir o campo magnético interplanetário: a espiral de Parker. Aconteceu que vimos uma tempestade de radiação solar na Terra, embora a ejeção de massa coronal associada não tivesse um componente direcionado para a Terra. Isso geralmente ocorre durante eventos próximos ao limbo ocidental, mas em casos raros, até mesmo prótons de grandes eventos solares distantes alcançaram nosso planeta.

Imagem: Um exemplo do gráfico de prótons solares de ≥10 MeV que você pode encontrar em nosso website. Este gráfico mostra o fluxo de prótons solares de ≥10 MeV próximo à Terra em 14 de julho de 2000, quando uma grande erupção solar de X5.7 ocorreu. Vemos um aumento acentuado na quantidade de prótons solares ≥10 MeV começando às 10:35 UTC, apenas 32 minutos após o início da explosão solar. Uma forte tempestade de radiação solar S3 rapidamente se desenvolveu.

2. Usando imagens do coronógrafo SOHO/LASCO

A melhor maneira de ter certeza de que uma ejeção de massa coronal é direcionada para a Terra é com a ajuda de imagens tiradas pelos instrumentos coronógrafos LASCO C2 e C3 que estão localizados não satélite SOHO (Observatório Solar e Heliosférico). O SOHO observa o Sol da perspectiva da Terra, de modo que as ejeções de massa coronal em potencial dirigidas pela Terra podem ser facilmente identificadas. As ejeções de massa coronal que são direcionadas à Terra aparecerão como ejeções de massa coronal aureolares parciais ou totais à medida que se propagam para longe do sol. Lembre-se de que as imagens do SOHO nem sempre estão em tempo real e muitas vezes você tem que esperar várias horas por novas imagens e, portanto, pode demorar um pouco antes de sabermos com certeza se uma ejeção de massa coronal tem um componente voltado para a Terra ou não.

Abaixo, temos dois ótimos exemplos de como uma ejeção de massa coronal poderia parecer nas imagens provenientes do pacote de instrumentos SOHO/LASCO. A animação à esquerda mostra uma ejeção de massa coronal vista pelo instrumento SOHO/LASCO C2 que está se dirigindo para o norte e não impactou a Terra. Não há contorno de auréola, então podemos facilmente concluir que esta nuvem de plasma não está voltada para a Terra. À direita, no entanto, vemos uma ejeção de massa coronal aureolar completa como visto por SOHO/LASCO C2. O contorno dessa ejeção de massa coronal forma um círculo perfeito envolvendo todo o campo de visão do LASCO. Isso significa uma das duas coisas: a nuvem de plasma é direcionada diretamente para nós ou para longe de nós.

Se não tivermos certeza se uma ejeção de massa coronal detectada nas imagens do LASCO vem do disco solar voltado para a Terra, talvez devido a nenhum sinal claro de erupção, podemos olhar as imagens feitas pela missão STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory - Observatório de Relações Solar Terrestrial). A missão STEREO consiste em dois satélites denominados STEREO Ahead (à frente) e STEREO Behind (atrás). Eles estão observando o lado distante do sol. As imagens de STEREO e SOHO combinadas nos darão uma representação 3D da ejeção de massa coronal e nos dirão se a ejeção de massa coronal está vindo em direção à Terra ou viajando para longe dela. Imagens das missões SOHO e STEREO podem ser encontradas no site.

Usando todas as imagens disponíveis das missões SOHO e STEREO, os cientistas do clima espacial podem calcular a velocidade de partida e definir um tempo estimado de chegada (ETA) para a ejeção de massa coronal. Depois que eles terminarem com seus relatórios, você pode ver em nosso site os modelos de vento solar e os relatórios diários do NOAA SWPC para ver quando a ejeção de massa coronal deve chegar. A equipe SpaceWeatherLive também fornecerá uma análise durante os principais eventos.

3. Usando o software SIDC Cactus

O Centro de Análise de Dados de Influências Solares Belga (SIDC) desenvolveu o programa CACTUS, que significa Rastreamento CME Auxiliado por Computador. Ele verifica automaticamente as imagens do SOHO/LASCO para determinar se uma ejeção de massa coronal provavelmente atingirá a Terra ou não. Ele vai mostrar se uma ejeção de massa coronal é uma ejeção de massa coronal aureolar ou ejeção de massa coronal aureolar parcial e também determina a velocidade de sustentação da ejeção de massa coronal que tornará possível determinar quando a ejeção de massa coronal pode chegar.

4. Usando o gráfico EPAM

EPAM significa Monitor de Elétron, Próton e Alfa (Electron, Proton and Alpha Monitor) e é um instrumento do satélite ACE que mede os elétrons e prótons que são enviados com o vento solar. É um instrumento muito útil para saber se uma ejeção de massa coronal é direcionada à Terra e quando vai acontecer. Estaremos deixando isso um pouco claro com alguns gráficos EPAM. Abaixo você pode encontrar um gráfico EPAM, pois pode parecer algumas horas após uma explosão solar.

Quando ocorre uma enorme explosão no Sol, elétrons e prótons são arremessados do Sol para o espaço. Os elétrons e prótons são empurrados para fora com o fluxo do vento solar. Imediatamente após um evento que lançou uma ejeção de massa coronal, o gráfico EPAM mostrará um aumento nos elétrons de baixa energia que marca o início da explosão. O gráfico de prótons de baixa energia também mostrará um aumento constante. Isso geralmente indica que uma parte da ejeção de massa coronal é direcionada à Terra. Se juntarmos tudo e soubermos que uma ejeção de massa coronal está a caminho da Terra... Uma questão crítica permanece: quando a ejeção de massa coronal vai chegar?

Quando o CME chega?

Uma vez que sabemos a velocidade da ejeção de massa coronal, podemos determinar quando ela pode chegar. Com a tabela a seguir, você pode determinar quanto tempo a ejeção de massa coronal levará para viajar do Sol para a Terra, desde que não diminua a velocidade ao longo do caminho. Os tempos listados abaixo são, portanto, apenas um guia. É comum que as ejeções de massa coronal cheguem mais cedo ou mais tarde do que o tempo de chegada previsto, com uma margem de, às vezes, 6 horas ou mais!

Velocidade CME (Km/s)	Tempo de viagem (horas)	Dias	Horas
300	138,88	5	18.88
400	104,16	4	8,16
500	83.33	3	11.33
600	69.44	2	21.44
700	59.52	2	11.52
800	52.08	2	4.08
900	46.30	1	22.30
1000	41.67	1	17.67
1100	37.88	1	13.88
1200	34.72	1	10.72
1300	32.05	1	8.05
1400	29.76	1	5.76
1500	27.78	1	3.78
1600	26.04	1	2.04
1700	24.51	1	0.51
1800	23.15	0	23.15
1900	21.93	0	21.93
2000	20.83	0	20.83
2100	19.84	0	19.84
2200	18.94	0	18.94

Determine o impacto usando o monitor EPAM

Uma vez que uma ejeção de massa coronal foi lançada e determinamos que é direcionada à Terra, a única coisa que podemos fazer é esperar e assistir o gráfico EPAM. A maioria das ejeções de massa coronal forma um choque à frente da própria nuvem de plasma e isso acelera os prótons que podemos medir com a ajuda do instrumento EPAM no ACE. Veremos como o gráfico de prótons continua aumentando até a chegada da ejeção de massa coronal. A primeira elevação na trama (logo após uma explosão solar) é chamada de fase de "início". Ele continua subindo lentamente (fase de aumento) conforme a ejeção de massa coronal se aproxima. Poucas horas antes da chegada real da ejeção da massa coronal, uma nova elevação mais acentuada ocorre, o que indica que a ejeção da massa coronal chegará em breve. Quando o gráfico do EPAM atinge o pico, ele indica que a ejeção de massa coronal chegou ao satélite DSCOVR. Os dados do vento solar e do campo magnético interplanetário devem agora mostrar claramente que a ejeção de massa coronal chegou. Após a chegada da ejeção de massa coronal, você verá que os níveis de prótons irão diminuir lentamente para os valores normais... A menos que haja outra ejeção de massa coronal em seu caminho para a Terra, é claro. A imagem abaixo mostra um exemplo do gráfico EPAM onde você pode ver claramente as diferentes fases. Observe que as ejeções de massa coronal lentas e mais fracas às vezes não empurram uma onda de choque na frente delas. São muito mais difíceis ou impossíveis de escolher no EPAM!

<< Vá para a página anterior