Eclipse do Sol: os 4 minutos preciosos para desvendar mistérios com pesquisas 'impossíveis'

A expectativa em relação ao eclipse previsto para esta segunda-feira (8/4) está aumentando. Milhões de pessoas na América do Norte esperam passar cerca de quatro minutos na escuridão total, enquanto a Lua bloqueia a luz do Sol.

O fenômeno não será visível no Brasil, no entanto.

Para alguns pesquisadores, estes minutos preciosos vão ser uma oportunidade de realizar experimentos científicos muitas vezes impossíveis — uma chance de desvendar os segredos do Universo.

Os cientistas vão lançar foguetes durante o eclipse, observar animais em zoológicos, enviar sinais de rádio ao redor do mundo e dar uma espiada no espaço com câmeras poderosas.

E você não precisa ser cientista para participar.

Mas tudo isso pode dar errado. Uma explosão solar ou até mesmo algumas meras nuvens podem interferir na programação.

Do possível acasalamento de tartarugas ao cochilo de gorilas

Um vislumbre estrondoso do plasma

Quando a escuridão cair sobre partes da América do Norte, uma parte do Sol que as pessoas vêm tentando estudar há séculos — sua atmosfera ou coroa — vai ficar visível.

Esta parte misteriosa do Sol é composta de plasma magnetizado e tem uma temperatura de mais de um milhão de graus Celsius.

Normalmente, o brilho intenso do Sol torna impossível ver a coroa, mas nesta segunda-feira cientistas em Dallas, no Texas, vão ser capazes de apontar seus instrumentos para ela e capturar imagens.

Cientistas da Universidade de Aberystwyth, no País de Gales, e da Nasa, a agência espacial americana, esperam obter informações sobre o vento solar, que é o plasma lançado da superfície do Sol. Outro enigma é por que a coroa parece ser muito mais quente do que a superfície do Sol, apesar de ser uma camada externa.

Pode ser que eles conseguiam ver até o que é chamado de ejeção de massa coronal, quando nuvens enormes de plasma são lançadas da atmosfera para o espaço. As ejeções podem causar interferências nos satélites que usamos na Terra.

Uma grande quantidade de dinheiro, tempo e logística foram investidos nesta janela de quatro minutos, diz Huw Morgan, professor de física na Universidade de Aberystwyth.

"É uma verdadeira euforia quando dá certo, porque você se preparou por tanto tempo. Mas se houver uma nuvem, vai ser um desastre. E não há nada que possamos fazer a respeito", acrescenta.

Festa de audição de rádio

A atividade do Sol pode interferir em quase todas as nossas comunicações, incluindo as transmissões de rádio de onda longa.

A energia do Sol carrega uma região na parte superior da atmosfera chamada ionosfera, o que ajuda as transmissões de rádio a circular pelo planeta. Mas quando a Lua bloqueia o Sol, a ionosfera é afetada.

Para testar o que isso faz com o rádio, centenas de operadores de rádio amadores vão participar de uma verdadeira festa de audição e enviar sinais uns aos outros ao redor do mundo, competindo pelo maior número de conexões. Eles podem se comunicar em código Morse ou até mesmo falando.

Os resultados podem ajudar os cientistas a entender melhor as comunicações de rádio utilizadas por equipes de resgate, aviões e embarcações, assim como o GPS, de acordo com Nathaniel Frissell, da Universidade de Scranton, na Pensilvânia, nos EUA, que está organizando a "festa".

Thomas Pisano, aluno de engenharia elétrica de Frissell, planeja participar da competição. De uma mesa com equipamento de rádio, ele vai enviar sinais e tentar se conectar com o maior número possível de operadores em todo o mundo.

"Há um forte senso de comunidade", diz ele.

"Estamos todos muito empolgados em obter esses dados."

A maioria das comunicações é formal — informando nome e local da estação —, mas cada uma é encerrada com "73", um código para votos de felicidades.

"É a nossa maneira radiofônica de nos despedirmos e dizer 'se cuida'", explica.

Embora o eclipse quase não seja visível no Reino Unido, operadores de rádio de todo o país vão sintonizar as mensagens enviadas do outro lado do Atlântico. A operadora de rádio Gwyn Griffiths planeja tanto enviar quanto receber sinais de ondas longas pelo oceano para avaliar quão longe elas viajam.

Foguetes na ionosfera

Enquanto isso, Aroh Barjatya, da Universidade Aeronáutica Embry Riddle, na Flórida, vai estar na Unidade de Voo Wallops da Nasa, na Virgínia, a centenas de quilômetros da totalidade do fenômeno.

Ele vai estar ocupado com um experimento totalmente único — conhecido como Perturbações Atmosféricas ao longo do Trajeto do Eclipse (Apep, na sigla em inglês) — que vai lançar na atmosfera três foguetes com 18 metros de altura, chamados foguetes de sondagem. A intenção é monitorar alterações na atmosfera do planeta no momento do eclipse.

"Meu lado profissional está muito animado", conta Barjatya. "Meu lado pessoal está um pouco triste por perder a totalidade (do eclipse)."

Mas o retorno científico do experimento deve aliviar parte da decepção de Barjatya.

Cada foguete será lançado a uma altitude de cerca de 420 km antes de cair de volta na Terra. Um deles será lançado 45 minutos antes do auge do eclipse, outro durante o fenômeno, e um terceiro, 45 minutos depois.

Os instrumentos a bordo vão medir as partículas carregadas e os campos elétricos e magnéticos da ionosfera, camada da atmosfera terrestre que se estende entre 100 km e 1 mil km acima da superfície do planeta — e como reagem em resposta ao eclipse.

Flutuações na ionosfera fora do contexto de um eclipse podem afetar as comunicações via satélite, de forma que o eclipse oferece uma rara oportunidade de estudar essas alterações com mais detalhes.

À medida que a sombra da Lua passar, a expectativa é de que a densidade da ionosfera diminua, reagindo em ondas à passagem da sombra.

"É como um barco a motor em um lago", explica Barjatya.

Voar a essa altitude permite realizar medições muito mais precisas da ionosfera durante o eclipse do que a partir do solo.

"As observações terrestres têm resolução muito alta, pelo menos de um ou dois quilômetros", afirma Barjatya.

"Os foguetes nos ajudam a observar em resolução de menos de um metro, às vezes de menos de um centímetro. Assim, você consegue observar o menor nível possível de flutuações, que geram interrupções nas frequências de rádio."

Jatos para 'perseguir' o eclipse

Além disso, a Nasa vai pilotar jatos WB-57 ao longo da trajetória do eclipse para tirar fotos a 15.240 metros acima da Terra.

Voar acima das nuvens significa que não há chance de perderem o eclipse. E as câmeras dos jatos devem tirar fotos mais nítidas porque vão capturar comprimentos de onda que normalmente não chegam até a Terra.

Além de detectar novos detalhes na coroa solar, a Nasa vai ser capaz de estudar um anel de poeira ao redor do Sol — e procurar asteroides orbitando possivelmente nas proximidades.

Um instrumento a bordo das aeronaves, chamado espectrômetro, vai ajudá-los a aprender mais sobre as rajadas de matéria solar que são lançadas do Sol.

Os jatos também vão ganhar tempo no eclipse.

Eles viajam a 740 km/h e vão passar mais de 6 minutos e 22 segundos na sombra da Lua — quase dois minutos a mais do que nós, meros humanos na Terra, que vamos passar apenas quatro minutos e meio em solo, se tivermos sorte.

Balões atmosféricos

E, se não bastassem aviões e foguetes, Angela Des Jardins, da Universidade Estadual de Montana, nos EUA, vai liderar 53 equipes de estudantes espalhados pelo país que vão lançar cerca de 600 balões na atmosfera, como parte do Projeto Nacional de Balões do Eclipse.

Subindo até 35 km de altura, os balões vão utilizar instrumentos para observar como a atmosfera e o clima da Terra reagem às alterações das condições atmosféricas causadas pelo eclipse.

Alguns dos instrumentos vão estudar as ondas gravitacionais — ondas de pressão que se movem pela atmosfera como resultado das mudanças de temperatura.

"É como uma pedra atirada em um lago, criando ondas", explica Des Jardins.

Outros instrumentos vão medir a umidade, a direção e a velocidade dos ventos, para acompanhar eventuais alterações causadas pelo eclipse.

"Ter 600 balões voando e medindo a atmosfera é uma fonte de dados rica e maravilhosa", afirma Des Jardins.

"Esperamos que sejam publicados pelo menos uma dúzia de artigos como resultado dos dados que vamos coletar."

Haverá até algumas câmeras a bordo dos balões, que vão transmitir o eclipse ao vivo.

Fotos e mais fotos

Um determinado local da Terra observa um eclipse solar, em média, apenas uma vez a cada 375 anos. Isso significa que não só muita gente vai observar o eclipse, como também vai fotografar este evento histórico.

Laura Peticolas, da Universidade Estadual de Sonoma, na Califórnia, convida as pessoas que fotografarem o eclipse a participar do seu projeto Eclipse Megamovie, que vai tentar reunir centenas de imagens de observadores em um único filme do eclipse.

Peticolas desenvolveu o mesmo projeto em 2017, mas observou que "não ficou tão bonito quanto tínhamos em mente", por falta de imagens.

Por isso, desta vez, ela espera obter um volume de registros muito maior, incluindo imagens profissionais do eclipse, de melhor qualidade, para gerar um produto mais elaborado.

A expectativa é de que o megamovie revele detalhes da coroa solar, como jatos de plasma sendo disparados em volta da Lua, evoluindo à medida que diferentes pessoas fizerem imagens ao longo da sua trajetória.

"Desta vez, esperamos realmente poder ver esses jatos e detalhes em movimento", afirma.

Normalmente, é extremamente difícil estudar esses eventos, exceto a partir de telescópios especialmente projetados ou espaçonaves capazes de bloquear o Sol. Mas um eclipse solar total permite que mais observadores façam isso.

Este fenômeno deve ser particularmente notável, já que o Sol está caminhando para seu período de maior atividade, conhecido como máximo solar — que acontece em ciclos de 11 anos, por razões que ainda não conhecemos totalmente.

Podemos dizer que o eclipse solar total de 2017 nos Estados Unidos despertou o interesse do público e dos cientistas. E a expectativa é de que o eclipse de 2024 seja acompanhado e estudado por muito mais gente, devido à extensão de terra que ele vai cobrir e ao conhecimento sobre o que podemos esperar desta vez.

"Acho que as pessoas estão mais animadas com este evento", afirma Hartstone-Rose.

"O de 2017 foi inesperadamente bacana. O de 2024 vai acontecer sobre uma parte mais povoada da América, e será até mais bonito, já que o Sol está nesse incrível ciclo de ejeção. A coroa realmente vai estar fantástica."