Auroras

As auroras sempre foram uma fonte de fascínio para quem as observa. Os povos nórdicos tentavam explicar as luzes no céu nocturno, a que chamavam "luzes do norte", através de histórias que envolviam espíritos, ou lutas de deuses nos céus. No folclore Dinamarquês, existe um mito que descreve as auroras como o reflexo das asas dos cisnes, no gelo do pólo norte. O fascínio é o mesmo, mas conhecemos hoje, a explicação científica para as auroras. Estas são o resultado da interacção de partículas provenientes do Sol, com o campo magnético terrestre.

Figura 1 - Podemos ver uma montagem a partir de uma imagem real do Sol, onde se representa o vento solar a incidir na magnetosfera. Créditos: SOHO (ESA e NASA).

Na parte exterior líquida do núcleo terrestre, existem partículas com carga eléctrica. Estas partículas movimentam-se e geram correntes eléctricas, que por sua vez originam um campo magnético que se estende para além da atmosfera terrestre. O campo magnético terrestre pode ser considerado como um dipolo, ou seja, vamos ter um pólo sul magnético, e um pólo norte magnético, tal como acontece num íman. As linhas azuis que vemos na figura 1, são as chamadas linhas do campo magnético, que unem o pólo norte e o pólo sul magnéticos. Estas linhas representam o percurso que uma partícula com carga eléctrica faria, se fosse colocada naquela zona do Espaço.

Proveniente da superfície do Sol, temos um fluxo de partículas, chamado vento solar. Este fluxo é constituído, na maior parte, por electrões e protões (partículas com carga eléctrica), que se propagam pelo Espaço. Ao chegar perto da Terra, com velocidades que podem atingir os 400 km por segundo, o vento solar vai interagir com o campo magnético terrestre. As partículas vão ser deflectidas, tal como a água quando encontra a proa de um barco em movimento. O campo magnético terrestre vai agir assim como um escudo, criando uma zona em torno da Terra, a magnetosfera, na qual a pressão do campo magnético domina a pressão do vento solar. A magnetosfera vai ser moldada pelo vento solar, assumindo uma forma semelhante à da cauda de um cometa. Esta região só foi descoberta nos anos 50, pelos primeiros satélites que foram postos em órbita.

Quando a magnetosfera fica sobrecarregada de partículas provenientes do vento solar, algumas conseguem passar, e são conduzidas pelas linhas do campo magnético até aos pólos magnéticos, atingindo a parte superior da atmosfera. Aqui dá-se a reacção que vai produzir a aurora. As partículas vão colidir com os átomos de diversos gases, presentes na atmosfera, transferindo-lhes energia. Os átomos vão libertar esta energia em excesso sob a forma de fotões, ou seja, luz. Este processo é semelhante ao que ocorre nas luzes de néon, que devem o nome ao facto do gás que sofre as colisões ser néon. Para as auroras serem vistas a olho nu, é necessário que sejam emitidos perto de 100 milhões de fotões. A cor da luz emitida pelas auroras varia, já que a atmosfera é constituída por vários gases, e cada gás emite luz com uma cor característica. O resultado vai ser um jogo de luzes coloridas no céu, movendo-se, à medida que as partículas vão atingindo a camada superior da atmosfera.

Figura 2 - Fotografia de uma aurora nos céus da Finlândia. Créditos: Tom Eklund http://www.personal.inet.fi/koti/tom.eklund/aurora.html

A luz das auroras provém de uma altitude entre 100 e 200 km, e está confinada a uma região oval, que pode chegar aos 4000 ou 5000 km de diâmetro, em torno dos pólos magnéticos. Na realidade, temos de distinguir os pólos geográficos (pelos quais passa o eixo de rotação da Terra), e os pólos magnéticos. Se fizermos passar um eixo pelos pólos magnéticos, vemos que este se afasta em 12º do eixo de rotação, o que faz com que os pólos magnéticos estejam, para efeitos práticos, muito próximos. Em termos de nome, são distinguidas as auroras que ocorrem no hemisfério norte das do hemisfério sul. As do hemisfério norte são chamadas de auroras boreais, que vem do latim para "luzes do norte", e as do hemisfério sul são chamadas de auroras austrais, "luzes do sul".

Podemos perguntar-nos, agora que conhecemos o mecanismo de formação de auroras, onde e quando podemos observar uma. Estas perguntas são muito difíceis de responder, já que não se consegue prever, com mais do que algumas horas de antecedência, quando vai ocorrer uma aurora. Existe uma probabilidade crescente de vermos uma aurora, à medida que nos afastamos do equador, devido ao facto das partículas serem conduzidas pelo campo magnético até aos pólos. Em geral, podem ser observadas até latitudes afastadas de 30º dos pólos magnéticos.

Por vezes, ocorre um evento violento no Sol: é ejectada uma grande quantidade de partículas com carga eléctrica da sua camada superior. Estas partículas vão sobrecarregar a magnetosfera e produzir auroras mais brilhantes, a latitudes mais baixas, ou seja, em regiões onde normalmente não se avistavam auroras. No entanto, a ejeccão de grandes quantidades de partículas pode também ter efeitos nocivos, como perturbar transmissões rádio e danificar satélites de comunicações. As auroras podem ser observadas a partir do Espaço, e também podem ser observadas nas atmosferas de outros planetas, como Júpiter ou Saturno, onde ocorrem por motivos semelhantes aos da Terra.

O fenómeno das auroras, só começou a ser compreendido nas últimas décadas, ao estudar o campo magnético terrestre. Isto mostra-nos o quanto ainda há por descobrir acerca do nosso planeta, e como isso nos pode ajudar a compreender melhor os fenómenos que ocorrem no Sistema Solar.

Nota: Para mais informações, consultar: http:// meted.ucar.edu/ do projecto COMET.