Um feixe de partículas carregadas emitidas pelo Sol durante período de atividades solar cria uma perturbação no campo magnético da Terra. Como isso ocorre?

Passo 1

Beleza, vamos lá: o enunciado pergunta como um feixe de partículas carregadas (o “vento solar”) emitido pelo Sol cria uma perturbação no campo magnético da Terra. Isso cai no conteúdo de Eletromagnetismo / Física de Plasmas, e vamos usar principalmente:
  • A noção de magnetosfera (a “bolha” magnética da Terra)
  • A força de Lorentz, que diz como partículas carregadas se comportam num campo magnético
  • Noções de indução eletromagnética (como mudanças de campo geram correntes que alteram o próprio campo)

Passo 2

Primeiro, liga a chavinha: o Sol vive soltando um “vento” de partículas (prótons e elétrons) a velocidades de centenas de km/s. Esse plasma chega na Terra e bate na magnetosfera – que é tipo uma casca magnética protetora, orientada pelo eixo magnético do nosso planeta.

Passo 3

Quando as partículas carregadas entram na magnetosfera, elas sentem a força de Lorentz:
F = q ,vtimes B
Isso faz elas girarem em torno das linhas de campo e seguirem trajetos curvos. Essas correntes de carga (movimento organizado de muitas partículas) substituem a corrente original da magnetosfera e geram um novo campo magnético local.

Passo 4

Além disso, o sopro do vento solar exerce uma pressão dinâmica que “amassA” o lado voltado pro Sol (comprime as linhas de campo) e estica o lado oposto (formando a cauda magnética). Essa mudança rápida no arranjo das linhas de campo induz campos elétricos segundo a lei de Faraday:
nabla times E = -partial Bpartial t
Ou seja, campo magnético variando gera campo elétrico que puxa ainda mais cargas, criando circuitos de corrente (correntes de anel, correntes de cauda etc.).

Passo 5

Essas novas correntes mudam localmente o campo magnético da Terra, provocando distúrbios que a gente percebe como tempestades geomagnéticas e até auroras boreais e austrais, já que as partículas escorrem pelas linhas de campo e colidem com a atmosfera.

Resposta

O feixe de partículas do Sol, ao entrar na magnetosfera, é desviado pela força de Lorentz, gerando correntes que alteram o campo original. Simultaneamente, a pressão do vento solar comprime e estica a magnetosfera, mudando o arranjo das linhas de campo e induzindo novos campos elétricos e magnéticos. O resultado é uma perturbação do campo magnético terrestre, visível nas tempestades geomagnéticas e auroras.

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