Auroras polares. Descoberto o mistério das explosões de luz

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Por: Equipe Oásis

 

Todos os anos, sobretudo nos meses mais frios do outono/inverno, auroras surgem nos céus noturnos das regiões polares. São causadas pelo impacto de partículas de vento solar com a alta atmosfera da Terra, e canalizadas pelo campo magnético terrestre. Em latitudes do hemisfério norte é conhecida como aurora boreal. O nome foi dado por Galileu Galilei em 1619, em referência à deusa romana do amanhecer, Aurora, e Bóreas, deus grego, representante dos ventos que vêm do norte. Ocorre normalmente nas épocas de setembro a outubro e de março a abril. Em latitudes do hemisfério sul é conhecida como aurora austral, nome dado pelo explorador James Cook, uma referência direta ao fato de estar ao Sul.

O fenômeno não é exclusivo somente à Terra, sendo também observável em outros planetas do sistema solar como Jupiter, Saturno, Marte e Vênus. Da mesma maneira, o fenômeno não é exclusivo da natureza, sendo também reproduzível artificialmente através de explosões nucleares ou em laboratório.

 

 

 

Muitas dessas auroras são realmente espetaculares e todos os anos atraem àquelas regiões extremas multidões de turistas, fotógrafos e cinegrafistas, e também de cientistas.Mas ninguém até há pouco conseguira explicar com clareza como se formam os breakups (colapsos, ou rupturas) das auroras, as improvisas explosões de cores e luzes que nelas surgem.

Há pouco, as simulações de um supercomputador japonês pode ter resolvido o enigma. Essa é a explicação fornecida pelos pesquisadores das Universidades de Quioto e de Kyushu, e publicada no Journal of Geophysical Research: as partículas aquecidas do vento solar (plasma) se aglomeram no espaço nas cercanias da terra, logo acima da alta atmosfera das regiões polares, onde as linhas do campo magnético terrestre se reconectam.

 

 

Picos de luz

As partículas dessa forma começam a acelerar e a girar formando vórtices, gerando súbitas descargas elétricas exatamente sobre as regiões polares. Essa mudança de corrente dá origem às “ondas” de intensa luminosidade que subitamente invadem os céus polares.

Desde os anos 1970 sabia-se que o vento solar, ao se aproximar das linhas do campo magnético terrestre, nele desencadeia grandes alterações. Mas isso não era suficiente para explicar a origem dos breakups. Outras teorias haviam explicado partes separadas – como a aceleração do plasma causada pelas linhas de reconexão magnética – mas faltava ainda uma visão do conjunto do fenômeno. O estudo japonês poderá servir para aliviar as consequências danosas que, às vezes, os breakups das auroras polares exercem sobre os satélites e as redes elétricas na superfície do planeta.

 

 

Neste vídeo, publicado pelo INAF (Instituto Nacional de Astrofísica), da Itália, vê-se claramente o momento do “colapso”, quando o tênue espetáculo da autora se transforma em uma intensa explosão de luz (no minuto 0:21 do vídeo). 

 

 

Curiosidades sobre as auroras polares:

 

 

 

1 Uma aurora boreal se reflete nas águas do rio Chena, no Alasca. Um espetáculo que se torna ainda mais único pelo fato de estarem visíveis, no alto à direita, as estrelas da constelação das Plêiades.

 

2 Quais são os segredos das auroras boreais? Para descobri-los, a Nasa lançou uma nova missão com satélites. Com efeito, na explicação científica desse belíssimo fenômeno natural ainda faltam muitos itens. Sabe-se que o fenômeno é provocado pela colisão de partículas carregadas produzidas pelo vento solar, que sofrem aceleração por influência do campo magnético terrestre, na parte mais alta da atmosfera terrestre. Mas já se percebeu que nem sempre esse contato desencadeia o fenômeno. Portanto, é ainda um mistério o motivo real que o provoca. Os satélites lançados na missão também terão o cômpito de estudar um outro evento, típico das auroras polares: as tempestades magnéticas. Elas podem interferir com as redes energéticas e as de telecomunicação terrestres. Foto: Lyndon Anderson

 

3 O satélite IMAGE foi mandado em órbita pela Nasa no ano 2000 para conhecer melhor o fenômeno das auroras polares e determinar como se processam as interações entre o Sol e o campo magnético terrestre por ocasião das mesmas. Projetado para permanecer ativo durante dois anos, essa joia da alta tecnologia espacial custou 85 milhões de dólares e só deixou de mandar dados em dezembro de 2014. Uma das suas extraordinárias imagens é a de uma autora boreal que apareceu no dia 11 de setembro de 2005. Foto: Nasa.

 

4 O fotógrafo Philippe Moussette assistiu a esse espetacular fenômeno luminoso de uma autora boreal quando olhava na direção norte do Observatório Mont Cosmos, no Quebec (Canadá). Diante dos seus olhos surgiu o típico clarão de uma coloração que vai do amarelo ao púrpura e que acompanhou o nascer do Sol. Foto: Philippe Moussette.

 

5 Nos dias 7 e 8 de novembro último, em algumas regiões muito ativas do Sol ocorreram emissões enormes de chamas e expulsão de material da coroa (coronal mass ejection) que atingiram a Terra, causando intensa tempestade magnética. Os resultados foram visíveis sobretudo nas regiões centro-orientais dos Estados Unidos. Foto: Vic & Jen Winter (ICSTARS Astronomy)

 

6 Elas já foram vistas e fotografadas de todos os ângulos: quando produziam estranhos desenhos nos céus do Alasca, ou sobre as copas das árvores de florestas na Noruega. São as esplêndidas autoras determinadas pela atividade das manchas solares. Mas ainda não sabíamos como elas são vistas e admirados do espaço, como conseguem fazer os astronautas da estação espacial internacional. Esta foto é um exemplo. Foto: Nasa

 

7 Graças à interação entre vento solar e campo magnético terrestre, o céu se colore de esplêndidas auroras polares. Mas as formas assumidas por esses faixos de luz não são por acaso.  Com efeito, quando se compara as autoras com as costas litorâneas sobre as quais elas aparecem, percebe-se que essas luzes tendem a refletir a forma da linha litorânea. Os cientistas ainda não encontraram uma explicação clara para essa correlação, mas parece que a autora, quando se encontra com a Terra, é por ela repelida como se se batesse contra um muro. Uma interação bastante bizarra, visto que esses fenômenos se formam a uma altitude de cerca 100 quilômetros. A autora boreal da foto apareceu  o Alasca, nos primeiros dias de março 2015. Foto: Nasa

 

8 Depois de uma período em que não surgiram, as auroras voltaram a iluminar as noites da Noruega em 26 de setembro de 2002. Esta foto em particular foi tirada nas imediações da localidade norueguesa de Toemmeraas, na noite de 6 de outubro daquele ano. Esta aurora formou um enorme anel, alto cerca de 100 quilômetros, sobre a copa das árvores. Foto: Trygve Lindersen.

 

10 Esta aurora verde e rosa ocorreu em 2006, na região dos Grandes Lagos, nos Estados Unidos, e foi fotografada por Jeff Hapeman. O resto do espetáculo é dado pelo panorama do Pictured Rocks National Lakeshore, um parque natural no Michigan (EUA). Foto: Jeffrey R. Hapeman

 

11 Acontece às vezes, embora muito raramente, que o céu e a terra entrem em erupção simultaneamente. Isso aconteceu em 1991, na Islândia, quando o vulcão Hekla despertou no mesmo instante em que apareceu no céu uma extraordinária aurora boreal. O Hekla, que é um dos vulcões mais famosos do mundo, já causou a morte e a destruição várias vezes no passado milênio. A última erupção aconteceu em 26 de fevereiro de 2000, mas os danos provocados foram pequenos. Foto: Sigurdur H. Stefnisson

 

 

12 Há tempos sabia-se que em Saturno também ocorrem auroras polares. Há poucos anos a sonda Cassini conseguiu fotografar o fenômeno. Foto: Nasa

 

 

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