Magnetosfera da Terra replicada em miniatura usando lasers e ímãs

O primeiro modelo 3D da magnetosfera da Terra pode nos ajudar a entender melhor como os satélites lidam com o clima espacial

Os campos magnéticos que cercam alguns planetas, como a Terra, foram recriados em miniatura no laboratório. O modelo 3D pode nos dar uma ideia melhor de como o clima espacial afeta os satélites.

Qualquer objeto magnetizado que esteja imerso em um fluxo de partículas eletricamente carregadas poderá afetar o movimento dessas partículas. A região ao redor do objeto em que esse efeito é visto é chamada de magnetosfera. A Terra tem uma magnetosfera e age como um escudo contra partículas carregadas do sol conhecidas como raios cósmicos, diz Derek Schaeffer, da Universidade de Princeton.

“Para a Terra, ele controla todos os tipos de clima espacial e coisas como auroras e se os satélites espaciais são destruídos ou não”, diz ele.

Agora, Schaeffer e seus colegas desenvolveram um modelo 3D que pode recriar essas magnetosferas em miniatura. “A física funciona em multidimensões e isso nos dá uma melhor representação do que realmente está acontecendo em uma magnetosfera”, diz ele.

Os pesquisadores usaram o Large Plasma Device da Universidade da Califórnia, em Los Angeles, que os ajudou a imitar o campo magnético que opera em todo o sistema solar, enquanto um laser de disparo rápido criava plasmas que replicavam os ventos solares contendo partículas carregadas em movimento rápido. Então, um pequeno ímã em forma de rosquinha atuou como um corpo planetário magnético – como a Terra – orbitando o sol.

Estudar o sistema permite que a equipe explore o comportamento das magnetosferas em 3D, diz Schaeffer. “Os ventos solares distorcem o campo magnético e o comprimem – ele impulsiona todos esses processos diferentes, como o clima espacial”, diz ele.

O trabalho é uma melhoria em modelos de laboratório 1D anteriores de magnetosferas. Embora também seja possível estudar as magnetosferas da Terra e de outros planetas diretamente enviando espaçonaves para coletar dados, isso é logisticamente difícil, diz Schaeffer. “Há muitas lacunas nos dados”, diz ele. “Existem tantas naves espaciais e leva muito tempo para elas amostrarem muitas partes diferentes da magnetosfera.”

Simulação de um plasma acionado por laser se expandindo em um campo magnético dipolo

O novo modelo de magnetosfera baseado em laboratório será útil para pesquisadores que desejam testar seus modelos teóricos, diz Schaeffer. Isso pode ajudá-los a determinar como os satélites podem se sair no espaço.

“Esse tipo de experimento fornece uma maneira direta e interessante de investigar a física da interação entre um vento estelar e um planeta magnetizado”, diz Steve Milan, da Universidade de Leicester, no Reino Unido. Mas ele diz não ter certeza de quão útil será modelar os fenômenos mais complexos vistos em magnetosferas, como as auroras.

Fonte: Newscientist.com