Aurora Polar

Aurora Polar – O que é

Aurora Típica

Aurora é uma luz colorida no céu à noite nas proximidades pólos magnéticos da Terra, chamados aurora boreal (“Luzes do Norte”) no hemisfério Norte e aurora austral ( ‘luzes do sul “) no hemisfério sul.

Embora auroras são normalmente restritos aos céus polares, as flutuações do vento solar, ocasionalmente, causar-lhes a ser visível em latitudes mais baixas.

Uma aurora é geralmente sob a forma de um arco luminoso com seu ápice em direção ao pólo magnético, seguido por arcos, bandas, raios, cortinas e coronae, geralmente verdes, mas muitas vezes mostrando tons de azul e vermelho, e às vezes amarelo ou branco.

Auroras são causadas em alturas de mais de 100 km / 60 mi por um fluxo rápido de partículas carregadas de erupções solares e ‘buracos’ de baixa densidade na corona do Sol. Estes são guiados pelo campo magnético da Terra em direção ao pólos magnéticos norte e sul, onde eles entram na atmosfera superior e bombardear os gases na atmosfera, fazendo com que elas emitem luz visível.

As luzes do norte, um dos vários fenômenos astronômicos chamados luzes polares (Aurora polar), são eixos ou cortinas de luz colorida visível na ocasião no céu à noite.

Aurora Polar – O que são

Aurora Polar

A aurora polar é o nome genérico atribuído ao fenômeno luminoso que ocorre nos céus em ambos os hemisférios: sua ocorrência no norte recebe o nome de aurora boreal; no sul, é nomeada como aurora austral.

Tais fenômenos são mais visíveis nas datas próximas aos equinócios, que representam o ponto da trajetória anual aparente do Sol na esfera celeste coincidente com a linha imaginária do equador terrestre, ocorrendo nas datas aproximadas de 23 de setembro e 21 de março.

O fenômeno é de interesse tanto por sua beleza – assumindo inúmeras formas, como manchas, nuvens, cortinas, véus, coroas e arcos luminosos, como se fossem chamas coloridas – quanto pelos eventos que ocorrem simultaneamente, já que as causas do fenômeno ocasionam também grande interferência no funcionamento de bússolas, em transmissões de rádio, na telefonia e até mesmo na rota de satélites.

As auroras polares são ocasionadas pela incidência do vento solar – que é um fluxo de partículas eletricamente carregadas, prótons e elétrons, emitidas pelo Sol – em camadas superiores da atmosfera terrestre.

Este fluxo de partículas é contínuo, mas podem adquirir maior intensidade com a ocorrência de erupções solares, sobretudo quando as atividades solares – surgimento de erupções e manchas solares associadas à atividade magnética no Sol – atingem seu pico, em ciclos de 11 anos. Nestes momentos de pico, a intensidade luminosa das auroras polares também atinge seu ápice.

Quando o vento solar atinge a atmosfera, suas partículas são capturadas pelo campo magnético terrestre. Este campo é mais intenso nas proximidades dos pólos magnéticos terrestres, isto explica a ocorrência e a intensidade do fenômeno nas proximidades das regiões polares (lembrando que os pólos geográficos não coincidem exatamente com os pólos magnéticos).

As partículas capturadas são aceleradas ao entrarem num túnel formado pelas forças magnéticas dos pólos, colidindo com grandes quantidades de moléculas de gás da atmosfera.

Pela ação das cargas elétricas positivas das partículas, os choques com os átomos formam íons que passam a emitir radiação eletromagnética em vários comprimentos de onda do espectro visível. Em outras palavras, os íons excitados passam a emitir luz de variadas cores, formando então o fenômeno da aurora polar, ocorrendo em altitudes de, no mínimo, 100 quilômetros.

Paralelamente, ocorrências mais intensas do fenômeno resultam em distúrbios do magnetismo terrestre que, por sua vez, acarretam interferências em vários tipos de equipamentos, seja em bússolas, seja em transmissões de telecomunicação.

A Terra pode ser considerada um imã gigantesco. O magnetismo terrestre é atribuído a enormes correntes elétricas que circulam no núcleo do planeta, que é constituído de ferro e níquel no estado líquido, devido às altas temperaturas.

Por convenção, chamamos de pólo norte da agulha magnética aquele que aponta para a região próxima do pólo norte geográfico. Entretanto, como sabemos, pólos de mesmo nome se repelem e de nomes contrários se atraem.

Então podemos concluir que:

I) se a agulha magnética aponta para uma região próxima do pólo norte geográfico é porque nessa região existe um pólo sul magnético;
II) a mesma agulha aponta, o seu pólo sul magnético, para uma região próxima do pólo sul geográfico. Logo, nas proximidades do pólo sul geográfico existe o pólo norte magnético.

Aurora Boreal

Conhecida também pelo seu nome latino, Aurora Borealis, ou então como “Luzes do Norte”, este é o fenômeno de Aurora que ocorre no hemisfério norte

Aurora Austral

Com o nome latino de Aurora Australis este é o fenômeno de Aurora que ocorre no hemisfério sul

O Fenômeno e seu Apelido

Aurora Polar

A Aurora Polar é comumente conhecida pela expressão criada por Galileu: Aurora Boreal (em inglês, “Northern Lights”).

Pode também ser apelidada de Aurora Austral (em inglês, “Southern Lights”), expressão utilizada por James Cook.

Curiosidades

Galileu Galilei, por sempre vislumbrar a aurora polar no norte, criou a expressão Aurora Boreal em homenagem à Aurora e Bóreas, elementos históricos de Roma e Grécia.

A escolha se deve a história dos doisAurora (ou Eos) era a deusa romana do amanhecer, além disso, na mitologia grega, titã de segunda geração (os Titãs foram liderados por Cronos no enfrentamento contra Zeus e os Deuses Olímpicos pelo domínio do universo na Titanomaquia).

S – Aurora (ou Eos) era a deusa romana do amanhecer, além disso, na mitologia grega, titã de segunda geração (os Titãs foram liderados por Cronos no enfrentamento contra Zeus e os Deuses Olímpicos pelo domínio do universo na Titanomaquia).

€ – Bóreas, segundo a Mitologia Grega, representa os ventos do norte e possui três irmãos: Zéfiro(ventos do Oeste), Nótus (ventos do sul) e Euro(ventos do leste).

Um detalhe interessante: Euro (ou Noto) era o vento, em regra, tranqüilo e benévolo (apenas Horácio o apresentou como furioso).

Portanto, o nome euro, de origem grega, foi uma bela escolha para a moeda européia! Ademais, o símbolo da moeda européia (€) tem sua origem na letra grega épsilon (e), mas com duas barras paralelas no centro que representam a estabilidade atual do continente europeu, diferente do instável período grego.

Perceba que a escolha do símbolo e do nome da nova moeda única européia (o euro) foi envolta em inúmeros simbolismos, sobretudo que buscam consolidar uma idéia de união para os europeus, por exemplo, fortalecendo a noção de berço em comum: a cultura greco-romana!

História e Explicação do Fenômeno

Aurora Polar

De forma simples e fria, a Aurora Polar tem sua causa em elétrons de alta velocidade que colidem com átomos de oxigênio e nitrogênio na atmosfera superior.

Entretanto, para ficar mais agradável, vejamos a história do conceito e do fenômeno em si.

Por milênios, nossos ancestrais acreditavam que o fenômeno da aurora boreal fosse uma manifestação dos deuses para fatos vividos por suas civilizações. Presságios bons ou ruins, por exemplo, predizendo safras, guerras, pragas ou morte de líderes, entre outras previsões.

Os Vikings nórdicos possuíam grande proximidade com o fenômeno. Acreditavam que os arcos produzidos pela aurora boreal correspondiam ao “tremendo e impetuoso caminho percorrido por guerreiros mortos em batalha que levava até Valhalla”.

Curiosidades

Na mitologia nórdica, Valhalla (ou Valhol) era um palácio mágico (o castelo de Valhol) situado na terra dos deuses nórdicos, Asgard, para onde deveriam seguir (através dos “caminhos” da aurora boreal) os guerreiros destemidos e honrados mortos em combate. No castelo, os guerreiros treinariam durante o dia e teriam seus ferimentos curados de forma mágica. À noite, os guerreiros viveriam grandes banquetes e orgias.

Em troca, participariam de um exército para defender o castelo (o “Exército das Almas Vivas”) até o Ragnarok, ou seja, até a batalha do fim do mundo para os nórdicos (o “Armageddon”, no conceito bíblico).

O vínculo com a divindade foi reduzindo com os séculos. A partir de meados do século XVIII, os pensadores iniciaram o estudo científico do fenômeno. Os estudos realizados durante o início da “Era Espacial” possibilitaram muitas desmistificações. Os cientistas puderam vincular o fenômeno à ocorrência de tempestades magnéticas e aos fluxos de partículas carregadas que entravam na atmosfera conforme os ciclos de ventos solares.

Além disso, descobriram que suas cores eram produzidas pela “agitação” de centenas de átomos de oxigênio e nitrogênio situados algumas milhas acima da superfície da Terra.

No século XX, cientistas puderam criar uma aurora artificial em laboratório. A questão que ainda não havia sido solucionada era o que provocava o acionamento do fenômeno, alguns acreditavam que fossem partículas provenientes diretamente do Sol. Inclusive, ainda hoje, essa explicação é encontrada em alguns livros!

A explicação atual (retirada de um especial da NASA, leia mais no final do “post”) é a seguinte: “quando uma grande tempestade solar atinge o campo magnético da Terra, ele sofre rearranjos.

Nesse ponto, são liberadas significativas cargas de energia com poderosas correntes de partículas que fluem de diferentes e distantes partes do campo magnético terrestre na atmosfera. Essas partículas não são provenientes do Sol, mas do próprio campo magnético, uma vez que atinjam uma camada carregada, chamada Ionosfera, elas adquirem ainda mais energia.

A corrente de partículas carregadas e com grande velocidade continuam fluindo ao longo do campo magnético da Terra nas regiões polares e colidindo com o oxigênio e o nitrogênio presentes. As colisões produzem um forte brilho (vermelho escuro) a mais de cem quilômetros de altitude com lindas cortinas de luzes verdes e vermelhas com altitudes de noventa quilômetros”. (Dr. Sten Odenwald. IMAGE Satellite Program, NASA, com tradução minha).

A Aurora Polar é influenciada pelo impacto entre o vento solar e a alta atmosfera terrestre, pois nesse momento ocorrem alterações no campo magnético da Terra. Não é um conjunto de “raios” provenientes diretamente do sol que provocam o fenômeno.

Explicação Técnica

A aurora polar é produzida por elétrons (partícula subatômica que circunda o núcleo atômico), prótons (partícula subatômica do núcleo dos elementos e que junto com o nêutron formam o núcleo atômico) e partículas alfa (núcleos do átomo de Hélio) que ao colidirem com átomos da atmosfera, principalmente nitrogênio e oxigênio, produzem luz. As colisões descritas emitem parte da energia da partícula para o átomo que foi atingido, gerando processos de ionização, dissociação e excitação de partículas.

Na ionização (produção de íons, espécies químicas eletricamente carregadas), os elétrons são despejados nos átomos, que carregam energia e criam um efeito em cascata de ionização de outros átomos. A excitação resulta em emissão de luz, pois os átomos instáveis emitem luz para atingir a estabilização.

O oxigênio e o nitrogênio são importantes na atmosfera, porque o oxigênio demora até um segundo para estabilizar, enquanto o nitrogênio estabiliza-se e emite luz de forma instantânea.

As cores predominantes do fenômeno são: verde e vermelho, mas aparecem inúmeros outros tons, como o ultravioleta, o violeta e o azul.

Aurora Polar – Terra

Aurora Polar

As auroras podem ser observadas nas camadas mais elevadas da atmosfera, nas proximidades dos pólos norte e sul da Terra.

É um belo espetáculo de luz e cores na atmosfera à noite.

A que ocorre no pólo norte recebe o nome de aurora boreal, a do pólo sul é conhecida como aurora austral.

Elas formam no céu uma luminosidade difusa, que pode ser vista quando o Sol está baixo no horizonte.

O Sol emite uma grande quantidade de partículas eletricamente carregadas, prótons e elétrons, que caminham em todas as direções.

Esse fluxo de partículas recebe o nome de vento solar. Ao atingir as altas camadas da atmosfera da Terra, essas partículas eletrizadas são capturadas e aceleradas pelo magnetismo terrestre, que é mais intenso nas regiões polares.

Essa corrente elétrica colide com átomos de oxigênio e nitrogênio – num processo semelhante à ionização (eletrificação) de gases que faz acender o tubo de uma lâmpada fluorescente.

Esses choques produzem radiação em diversos comprimentos de onda, gerando assim as cores características da aurora, em tonalidades fortes e cintilantes que se estendem por até 2 000 quilômetros.

Campo Magnético da terra

Enquanto a luz emitida pelo nitrogênio tem um tom avermelhado, a do oxigênio produz um tom esverdeado ou também próximo do vermelho.

As auroras polares podem surgir em forma de manchas, arcos luminosos, faixas ou véus. Umas têm movimentos suaves, outras pulsam.

Sempre em alturas de cerca de 100 quilômetros de altitude. Quanto mais próximo o observador estiver dos pólos magnéticos, maior a chance de ver o fenômeno.

O campo magnético da Terra nos protege das partículas presentes no vento solar, que viajam a 400 km/s. Se não fosse esse campo, teríamos sérios problemas de saúde, pois seríamos atingidos por essas partículas.

A II Guerra Mundial consumia a Europa e a Ásia em setembro de 1941. Nos Estados Unidos, os cidadãos da Califórnia, na costa oeste, temiam um ataque japonês.

Inesperadamente, no meio de uma noite escura, o céu ficou vermelho.

Pânico, alerta geral: aquilo só podia ser o inicio da invasão. E era. Mas nenhum japonês estava por trás daquela luz. Ela vinha de outro lugar e o “campo de batalha” situava-se a cerca de cem quilômetros de altura. Os califonianos estavam presenciando uma aurora polar.

Nada a ver com o raiar do dia.

A aurora polar acontece mesmo no meio da noite. É um fenômeno luminoso produzido por partículas energizadas vindas do Sol. São prótons e elétrons que, viajando a 1,4 milhão de quilômetros por hora, penetram pelas linhas magnéticas da Terra criando os mais variados efeitos luminosos.

É como se a atmosfera terrestre fosse um gigantesco tubo de televisão, pois em ambos os elétrons energizados emitem luzes, e assim, criam imagens. Se for uma aurora polar, pode ser, por exemplo, uma cortina brilhante que se estende por centenas de quilômetros. Ela se move lentamente.

Em sua base, insinua-se um verde, depois um vermelho, como se fosse a barra do tecido, que pulsa e ondula.

Na Antiguidade, quando nem se suspeitava que o Sol emitisse matéria, a ocorrencia de uma aurora polar era sinal da ira divina, prenúncio de catástrofes e guerras, castigo certo. O terror se espalhava entre os espectadores.

Aquilo só podía ser coisa de Deus, ou do diabo. Passaram-se muítos séculos até que a ciencia comesasse a entender o espetáculo. Em 1621, um homem que investigava o movimento dos astros começou a explicar o que antes apenas apavorava a humanidade. Já que, por algum motivo que ele não suspeitava, a luminosidade notuma quase sempre ocoria no norte da Europa, ele começou batizando o fenômeno de “aurora boreal” (de Bóreas, o deus grego do venta norte).

Aquele sábio italiano, de tanto estudar, compraria uma briga feia com a Igreja Católica, por ter descoberto que a Terra, humildemente, girava em torno do Sol.

Seu nome era Galileu Galilei e a expressão que ele inventou para designar a aurora polar é usada por muita gente até hoje. Mas não é a mais correta.

No século seguinte, o navegante inglês James Cook, descobridor da Austrália, presenciaria no oceano Índico a aurora de Galileu, mas na direção do polo sul.

Chamou-a de aurora austral.

A partir daí, ficou claro que ela não pertencia exclusivamente ao norte, mas as duas regiões polares do planeta. Veio dai o nome aurora polar.

Um sujeito que entrou para a historía na cauda de um cometa, o astronomo Edmond Halley (1656-1742), foi o primeiro a ligar a ocorrência das auroras polares ao campo magnético terrestre, sua principal área de estudo.

No entanto, foi apenas no fim do século XVIII que outro pesquisador, o americano Elías Loomis, daría um passo decisivo para transformar o mistério da aurora em ciencia, ao investigar a atividade solar.

Ele percebeu que ao acorrer uma erupção solar (súbito brilho na superficie do Sol que dura menos de duas horas), 20 a 40 horas mais tarde tinha-se noticia de uma espetacular aurora em regiões próximas á latitude 77°, no norte do Canadá e dentro do círculo polar ártico.

Não por acaso, desconfiou Loomis, o polo magnético da Terra, para ande todas as bússolas se dirigem. Mas que relação pode existir entre uma erupção solar, auroras polares ocorrendo dias dias depois (a 149 milhões de quilômetros de distáncia do Sol) e o campo magnético terrestre? Essa relação é dada pelo vento solar, uma descoberta que ainda não completou meio século.

No fim da década de 50, os cientistas perceberam que, além de luz e calor, o Sol também emite grandes quantidades de matéria, ou, mais exatamente, prótons e elétrons. Deu-se o neme de vento solar a este fluxo de prótons e elétrons carregados eletricamente. Ele é ininterrupto, mas quando há uma erupção solar torna-se mais violento. É esse vento solar que explica o fato de as caudas dos cometas estarem sempre no sentido contrário ao Sol – como o vento comum aquí da Terra empurra as caudas dos papagaios e das pipas da garotada.

A hipótese do vento solar apareceu em 1957, a partir de um trabalho do físico americano Newman Parker. No ano seguinte, o satélite americano Explorer 1 anunciava a entrada dos Estados Unidos na corrida espacial e comprovava, com seus instrumentos, a veracidade da idéia de Parker.

Quando o vento solar entra em contato com o campo magnético terrestre, parte das partículas é atraída para onde existe maior atividade magnética, ou seja, nos polos.

Imagine-se aquí a Terra funcionando como um gigantesco imã: sua maiar força de atração está nos polos. Com o movimento de rotação da Terra, formamnestas regiões linhas de magnetismo em forma de espiral. -se

É alí que as partículas vindas do Sol seráo aceleradas. Em contato com o oxigênio e nitrogênio livres na alta atmosfera, as partículas aceleradas emitem luz, como se estivessem num tubo de lâmpada fluorescente. Essa a teoria que atualmente explica a ocorrência das auroras polares.

As auroras polares podem surgir na forma de manchas, ralos, arcos, faixas ou véus. Umas tém movimentos suaves, outras pulsam, formando um quadro mutante. Sempre a cem quilômetros das nossas cabeças, no mínimo.

A distância é providencial pois a formação da aurora polar libera energia da ordem de um milhão de watts (o que produz, no pico, a Usina de Sobradinho, no río São Francisco). Mesmo assim, de longe, elas provocam tempestades magnéticas tão fortes que costumam afetar as rádiotransmissões, o movimento das bússolas, a ação de radares e até mesmo a rota de alguns satélites.

Quanto mais próximo o observador estiver dos polos magnéticos (que não coincidem exatamente com os pólos geográficos), maiar a chance de ver o fenômeno.

Como o polo magnético no nosso hemisfério sul está em pleno oceano, o mais indicado é o norte do Canadá, entre 60° e 77° de latitude, longe das luzes da cidade e, de preferência, de 20 a 40 horas depois de uma erupção solar. Nos Estados Unidos, existe um serviço para astrônomos amadores que informa a ocorrência de erupçáo solar.

Aurora Polar – Luzes

Aurora Polar

As auroras polares são faixas brilhantes de luz colorida que surgem nos céus das regiões de maiores latitudes, próximo do Pólo Norte e do Pólo Sul (no caso de ocorrerem no hemisfério Norte designam-se por auroras boreais e no caso de ocorrerem no hemisfério sul designam-se por auroras austrais).

As auroras polares são produzidas na ionosfera e são provocadas pela radiação ultravioleta e por partículas carregadas de eletricidade resultantes da interação entre a radiação solar e a atmosfera terrestre.

A radiação ultravioleta e as partículas eletricamente carregadas são atraídas pelo campo magnético da Terra na direção dos Pólos Norte e Sul, produzindo faixas verdes, azuis, brancas e vermelhas pela ionização dos gases da atmosfera terrestre.

Nas noites polares, a escuridão do céu é, às vezes, interrompido por brilhantes luzes multicoloridas que apresentam um movimento, como se fossem cortinas luminosas agitadas por estranhos ventos.

O estudo desses fenômenos permitiu identifica-los como uma radiação luminosa visível, emitida por átomos e moléculas existentes na ionosfera.

Tais átomos ou moléculas são bombardeados por elétrons provindos do sol, e essa excitação provoca a sua ionização, ou mesmo o rompimento de moléculas, dando origem a outros tantos átomos ou moléculas ionizadas.

Os íons formados emitem radiação eletromagnética numa ampla faixa espectral, que vai do ultravioleta ao infravermelho.

Essa radiação resulta da relaxação dos elétrons de átomos/moléculas excitados, que retornam a níveis de menor energia, ou da captura de elétrons livres pelos íons já formados.

O efeito luminoso mais comum nas auroras polares é o de cor verde-clara, que decorre de emissão por átomos de oxigênio. Por vezes ocorrem belas emissões cor-de-rosa, feitas por átomos de nitrogênio.

O aspecto de cortina movediça dessa auroras se deve a variações no campo magnético da Terra, que é o responsável pela orientação do fluxo de elétrons provindo do sol.

Fonte: digitalphotopix.com/www.cesarkallas.net/br.geocities.com