Toda vez que o Sol entra em fase ativa, aparecem manchetes com códigos como X2.8 ou M5.1. Não são códigos arbitrários: eles vêm de uma medição contínua feita por satélites desde os anos 1970, e a escala por trás deles é fácil de entender. Saber lê-la separa o que merece atenção do que é rotina. A atividade do Sol nos últimos dias, com as erupções registradas e a classe de cada uma, está em atividade solar hoje.
O que é uma erupção solar
O Sol tem campo magnético, e ele é bagunçado. Como o astro é feito de plasma e gira mais rápido no equador que nos polos, as linhas de campo são esticadas, torcidas e enroladas ao longo do tempo. Em regiões onde essa torção fica extrema, aparecem as manchas solares, que são áreas mais frias e com campo magnético intenso.
Quando as linhas de campo dessas regiões se rearranjam bruscamente, num processo chamado reconexão magnética, uma quantidade enorme de energia armazenada é liberada de uma vez. Parte vira radiação em todo o espectro, do rádio aos raios gama, e é isso que se chama erupção solar. Uma erupção grande libera em minutos energia comparável à de bilhões de bombas de hidrogênio.
Erupção não é a mesma coisa que ejeção de massa coronal, embora as duas costumem acontecer juntas. A erupção é radiação, viaja na velocidade da luz e chega em pouco mais de oito minutos. A ejeção é matéria, plasma expelido para o espaço, e leva de 15 horas a vários dias para atravessar a distância até a Terra.
Como a escala funciona
A classificação usa o pico de fluxo de raios X moles, na faixa de 1 a 8 angstroms, medido pelos satélites da série GOES. A unidade é watt por metro quadrado.
| Classe | Fluxo de pico | Frequência | Efeito típico |
|---|---|---|---|
| A | abaixo de 10 nanowatts por m² | Fundo permanente | Nenhum |
| B | 10 a 100 nanowatts por m² | Diária em fase ativa | Nenhum |
| C | 1 a 10 microwatts por m² | Várias por dia no máximo do ciclo | Praticamente nenhum |
| M | 10 a 100 microwatts por m² | Dezenas por ano | Apagão de rádio breve em regiões polares |
| X | acima de 100 microwatts por m² | Poucas por ano, mais no máximo do ciclo | Apagão de rádio no lado iluminado, erro em navegação por satélite |
Dentro de cada letra o número é um multiplicador linear. M2 é o dobro de M1. X3 é o triplo de X1, e trinta vezes uma M1. A escala não para no X9: em novembro de 2003 um evento saturou os detectores dos satélites e foi estimado, por reconstrução, entre X28 e X45. É a maior erupção já medida diretamente.
O que chega até nós, e quando
Uma erupção manda três coisas diferentes na nossa direção, e elas chegam em tempos completamente distintos. Essa separação é a chave para entender por que o clima espacial pode ser previsto em parte e em parte não.
| O que chega | Tempo de viagem | O que provoca |
|---|---|---|
| Raios X e ultravioleta extremo | 8 min 19 s | Ionização súbita da alta atmosfera, apagão de rádio de onda curta |
| Partículas energéticas solares | De 20 minutos a algumas horas | Risco a satélites e a tripulações em rota polar de alta altitude |
| Ejeção de massa coronal | De 15 horas a vários dias | Tempestade geomagnética, aurora, corrente induzida em rede elétrica |
O primeiro item explica um limite fundamental: a radiação de uma erupção viaja na velocidade da luz, então não existe possibilidade de aviso prévio. O flash é detectado no mesmo instante em que os efeitos começam. Já a ejeção de massa coronal dá horas ou dias de antecedência, e é sobre ela que o alerta de tempestade geomagnética é emitido. Como se lê esse alerta está na guia sobre tempestade geomagnética e índice Kp.
A escala R, de apagão de rádio
Além da classe da erupção, o serviço americano de clima espacial publica uma escala de efeito prático, de R1 a R5, ligada diretamente ao fluxo de raios X.
| Nível | Classe correspondente | Efeito |
|---|---|---|
| R1 | M1 | Degradação leve de rádio de onda curta no lado iluminado |
| R2 | M5 | Perda de contato em rádio HF por dezenas de minutos |
| R3 | X1 | Apagão de HF por cerca de uma hora, erro em navegação de baixa frequência |
| R4 | X10 | Apagão de HF por uma a duas horas em todo o lado iluminado |
| R5 | X20 | Apagão completo de HF por horas, erros grandes de posicionamento |
Rádio de onda curta é usado por aviação transoceânica, navegação marítima, operações remotas e radioamadores. Ele funciona por reflexão na ionosfera, e uma erupção ioniza subitamente a camada mais baixa dessa região, que passa a absorver o sinal em vez de refleti-lo. Por isso o apagão atinge só o lado do planeta que estava iluminado no momento.
O ciclo de onze anos
A quantidade de erupções não é constante. O Sol tem um ciclo magnético com período médio de cerca de 11 anos, identificado a partir da contagem de manchas solares desde o século 19. No mínimo do ciclo há semanas sem mancha nenhuma; no máximo, dezenas de regiões ativas simultâneas e várias erupções classe M por semana.
A cada ciclo o campo magnético do Sol inverte a polaridade, o que faz o ciclo magnético completo durar cerca de 22 anos. Os ciclos são numerados desde 1755, e o atual, de número 25, teve início em dezembro de 2019.
A intensidade de cada ciclo varia bastante e não é bem prevista. Houve períodos de atividade muito baixa registrados historicamente, como o mínimo de Maunder, entre 1645 e 1715, em que quase não se observaram manchas solares por décadas.
O que uma erupção pode e o que não pode fazer
Começando pelo que ela não faz: uma erupção solar não representa risco à saúde de quem está na superfície da Terra. A atmosfera absorve os raios X e o campo magnético desvia as partículas carregadas. Nenhum evento registrado causou dano biológico direto a pessoas no solo.
O que ela faz é atingir a tecnologia. Satélites em órbita baixa recebem mais radiação e sofrem aumento de arrasto, porque a alta atmosfera se aquece e expande. Em fevereiro de 2022, uma tempestade geomagnética modesta aumentou o arrasto o suficiente para causar a perda de cerca de 38 satélites Starlink recém-lançados, que ainda estavam em órbita baixa de estacionamento.
Tripulações de voos polares em grande altitude recebem alguma dose adicional em eventos de partículas energéticas, o que leva companhias aéreas a desviar rotas polares nessas ocasiões. E astronautas em órbita se abrigam em módulos mais protegidos quando há alerta.
Como acompanhar o Sol com segurança
Manchas solares grandes podem ser visíveis com filtro solar certificado, e é uma observação que vale a pena. As mesmas regras do eclipse valem aqui, sem exceção: filtro conforme à norma ISO 12312-2, sempre na frente da abertura do instrumento e nunca na ocular. A guia sobre como observar um eclipse solar com segurança detalha o que serve e o que não serve.
A alternativa gratuita e absolutamente segura é a projeção com furo, também descrita naquela guia. E, sem sair da tela, a página de atividade solar do Observatório mostra a imagem mais recente do disco solar em ultravioleta extremo, junto com as erupções registradas nos últimos dias e a classe de cada uma.
Limites desta guia
As frequências por classe são médias de longo prazo e variam muito com a fase do ciclo solar. Em ano de máximo, erupções classe M deixam de ser notícia; em ano de mínimo, uma única M gera manchete.
A classificação de uma erupção é feita pelo pico de fluxo, e não pelo efeito que ela produz na Terra. Uma X grande numa região ativa próxima à borda do disco pode não gerar nenhuma consequência aqui, enquanto uma M média em região voltada diretamente para nós pode render tempestade geomagnética. O que decide isso é a direção da ejeção de massa coronal, assunto da guia sobre índice Kp.