O clima espacial geralmente se manifesta como subtempestades, onde uma bela exibição auroral, como a aurora boreal, éacompanhada por uma corrente elanãtrica no espaço que tem efeitos na terra que podem interferir e danificar a distribuição de energia e os sistemas elanãtricos. Agora, o ciclo de vida dessas subtempestades aurorais foi revelado usando ferramentas matemáticas inspiradas na ma­dia social para analisar as observações do clima espacial nasuperfÍcie da Terra.

Ana¡lises feitas por pesquisadores liderados pela Universidade de Warwick revelaram que essas subtempestades se manifestam como sistemas de corrente elanãtrica em escala global associados a  espetacular aurora, alcana§ando mais de um tera§o do globo em altas latitudes .

Nova pesquisa que envolve a Universidade de Warwick, John Hopkins University — Applied Physics Laboratory, University of Bergen e Cranfield University, e publicada hoje na revista Nature Communications processa dados sobre distúrbios no campo magnético da Terra de mais de cem magneta´metros no hemisfanãrio norte usando uma nova técnica que lhes permite encontrar 'amigos com ideias semelhantes'.

Os magneta´metros registrammudanças no campo magnético da Terra. Quandopartículas carregadas de nosso Sol bombardeiam o campo magnético da Terra, ele armazena energia como uma bateria. Eventualmente, essa energia éliberada levando a correntes elanãtricas em grande escala na ionosfera que geram distúrbios de campos magnanãticos no solo. Em casos extremos, isso pode interromper as linhas de energia, sistemas eletra´nicos e de comunicação e tecnologias como o GPS.

Usando dados hista³ricos da colaboração SuperMAG de magneta´metros, os pesquisadores aplicaram algoritmos da ciência de redes para encontrar correlações entre os sinais do magneta´metro durante 41 subtempestades conhecidas que ocorreram entre 1997-2001. Eles usam os mesmos princa­pios que permitem que um site de rede social recomende novos amigos ou envie anaºncios relevantes enquanto vocênavega na Internet.

Os magneta´metros que detectam sinais coerentes foram conectados a s comunidades, independentemente de onde estivessem localizados no globo. Com o passar do tempo, eles viram cada subforma se desenvolver de muitas comunidades menores em um aºnico grande sistema correlacionado ou comunidade em seu pico. Isso levou os autores a concluir que as subtempestades são um sistema de corrente coerente que se estende pela maior parte do globo noturno de alta latitude, em vez de uma sanãrie de sistemas individuais de corrente pequenos e desconexos.

Dra. Lauren Orr, que liderou a pesquisa como parte de seu doutorado. do Departamento de Fa­sica da University of Warwick e agora baseado na Lancaster University, disse: "Usamos um manãtodo bem estabelecido dentro da ciência de rede chamado detecção de comunidade e o aplicamos a um problema de clima espacial . A ideia éque, se vocêtiver muitos pequenos subgrupos dentro de um grande grupo, ele pode selecionar os subgrupos.

"Aplicamos isso ao clima espacial para selecionar grupos dentro de estações de magneta´metro na Terra. A partir disso, esta¡vamos tentando descobrir se havia um grande sistema de corrente ou muitos sistemas de corrente individuais separados.

"Esta éuma boa maneira de permitir que os dados nos digam o que estãoacontecendo, em vez de tentar ajustar as observações ao que pensamos que estãoocorrendo."

Alguns trabalhos recentes sugeriram que as subtempestades aurorais são compostas por vários sistemas de corrente elanãtrica menores e permanecem assim durante todo o seu ciclo de vida. Esta nova pesquisa demonstra que, embora a subtempestade comece como muitos distúrbios menores, ela rapidamente se torna um grande sistema ao longo de cerca de dez minutos. A falta de correlação em seus esta¡gios iniciais também pode sugerir que não existe um aºnico mecanismo em jogo na forma como essas subtempestades evoluem.

Os resultados tem implicações para os modelos projetados para prever o clima espacial. O clima espacial foi inclua­do no Registro Nacional de Riscos do Reino Unido em 2012 e atualizado em 2017 com uma recomendação para mais investimentos em previsaµes.

A coautora, Professora Sandra Chapman, acrescenta: "Nossa pesquisa apresenta uma metodologia totalmente nova para analisar esses dados. Passamos de uma era pobre em dados para uma era rica em física de plasma espacial e clima espacial , então precisamos de novas ferramentas. um primeiro para mostrar que vocêpode levar uma dessas ferramentas para o nosso campo e obter um resultado realmente importante com ela. Tivemos que aprender muito para sermos capazes de fazer isso, mas, ao fazaª-lo, abre-se uma nova janela nos dados. "