O campo magnético da Terra forma uma região chamada magnetosfera que funciona como um escudo do planeta contra partículas energéticas do Sol. O limite da proteção da magnetosfera é chamado magnetopausa.
por Laura Vincoleto Zanfolim e Lucas Borelli
Para entendermos a magnetopausa, é importante conhecer as regiões que definem o campo magnético da terra. A magnetosfera, região de influência do campo magnético terrestre, é representada na figura abaixo. Da esquerda para direita, o vento solar (solar wind) é representado pelas setas pontilhadas, atravessando a frente de choque (bow shock) gerada pelo choque do fluxo de partículas contra a magnetopausa (magnetopause) a linha vermelha que deflete o vento solar e protege a terra. Assim, a magnetosfera consiste toda a região interna à magnetopausa. A bainha magnética (magnetosheath) fica na parte externa da magnetosfera para onde as partículas defletidas são direcionadas.
Como podemos ver pela a imagem, a magnetopausa é responsável por proteger a Terra ao defletir as partículas ionizadas vindas do Sol, que formam o vento solar, e portanto, é muito influenciada pelas condições do vento solar e por sua interação com a magnetosfera terrestre (Costa et al., 2011). Comentamos mais sobre este assunto nos nossos posts do ciclo solar e do campo magnético da terra, confere lá!
Podemos ver abaixo a dinamicidade da magnetopausa, considerando o limite das linhas brancas que representam as linhas do campo magnético terrestre. Conforme o vento solar varia sua intensidade, podemos ver como a magnetopausa se comprime mais do lado diurno (voltado para o Sol) e se aproxima mais da Terra. Por estar sujeita a essas mudanças devido às condições do meio, pode variar sua posição típica, que é de aproximadamente 10 RE (raios terrestres, 1 RE equivale a 6371 km).
Por isso, a posição da magnetopausa é um tema de grande relevância na física espacial, pois é fundamental para o monitoramento do clima espacial e, por conseguinte, para o planejamento de missões espaciais. Por exemplo, se ela comprimir e chegar até 6.6 RE ou menos, pode afetar os satélites geoestacionários que estão à essa distância da Terra.
No projeto “Estudo da Magnetopausa Terrestre”, Lucas realiza uma investigação sobre a localização e os fenômenos físicos associados à magnetopausa. A pesquisa utiliza dados da missão Magnetospheric Multiscale (MMS), composta por quatro satélites que orbitam em formação tetraédrica para estudar a magnetosfera com alta resolução temporal e espacial.
A posição da magnetopausa é determinada a partir da análise direta dos dados das sondas MMS, identificando assinaturas características de sua travessia, como a inversão do campo magnético e alterações abruptas na densidade de partículas. Essa posição observada é então comparada com estimativas fornecidas por modelos empíricos, especialmente o modelo de Shue et al. (1998). Esse modelo utiliza parâmetros do vento solar, como a pressão dinâmica e o componente Bz do campo magnético interplanetário, disponíveis no banco de dados da missão OMNI, para prever a localização da magnetopausa mesmo quando as sondas MMS estão afastadas dela. Como a magnetopausa resulta do equilíbrio entre a pressão do vento solar e a pressão magnética interna da magnetosfera terrestre, modelos baseados nesses parâmetros permitem estimar sua posição com boa precisão, independentemente da presença direta de sondas na região.
Além da localização, o projeto também investiga a ocorrência de reconexão magnética na magnetopausa — um processo físico que permite a transferência de massa, energia e momento do vento solar para a magnetosfera terrestre, sendo responsável, por exemplo, pela formação das auroras nas regiões polares. Para isso, são aplicados modelos empíricos, como o teste de Walén, o cálculo da velocidade de outflow, e a análise da relação entre o shear angle e o plasma beta. Dados sobre distribuições eletrônicas, velocidade dos elétrons e densidade de corrente elétrica são analisados para identificar e caracterizar os eventos de reconexão. O trabalho contribui para uma melhor compreensão da interação Sol-Terra, com implicações diretas na previsão do clima espacial e na proteção de tecnologias orbitais.
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[1] COSTA Jr., E., SIMÕES Jr., F.J.R., CARDOSO, F.R., ALVES, M.V. O vento solar e a atividade geomagnética. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 33, n. 4, 4301, 2011.
[2] UUNIVERSITY OF COLORADO – LASP. MOP Resources – Graphics. Laboratory for Atmospheric and Space Physics, University of Colorado Boulder, 2025. Disponível em: https://lasp.colorado.edu/mop/resources/graphics/. Acesso em: 19 jun. 2025.
[3] BORRELI, Lucas. Estudo da Magnetopausa Terrestre.
[4] SHUE, J.-H. et al. Magnetopause location under extreme solar wind conditions. Journal of Geophysical Research: Space Physics, [S. l.], v. 103, n. A8, p. 17691–17700, 1 ago. 1998. DOI: https://doi.org/10.1029/98JA01103. Acesso em: 18 maio 2025.