Como a ciência cria (e você pode ver) os melhores shows de Aurora na Terra
A aurora boreal (aurora boreal) do Círculo Polar Ártico em 14 de março de 2016. A rara cor roxa às vezes pode ser vista perto dos pólos, pois uma combinação de linhas de emissão azuis e vermelhas dos átomos pode criar essa visão incomum junto com as mais típicas verde. (Olivier Morin/AFP/Getty Images)
Incluindo para onde ir e quando, para as vistas mais espetaculares.
Contra o pano de fundo de um céu noturno escuro e claro, você pode ver a Lua, planetas, estrelas, a Via Láctea e até objetos do céu profundo, tudo a olho nu. Mas se você estiver localizado perto dos pólos e as condições certas ocorrerem, você verá outra coisa no céu também: uma cortina de cores cintilante e em movimento rápido. Na maioria das vezes, essa cor é um verde brilhante, embora às vezes também apareçam azuis e vermelhos. Durante séculos, os observadores do céu ficaram maravilhados com a aparição da Aurora Boreal (no norte) e da Aurora Austral (no sul), mas não tinham ideia do que criou esses shows de luzes transitórias. Hoje, não apenas entendemos o que os causa, mas podemos prever quando eles ocorrerão, quão espetaculares serão e – mais espetacularmente para aqueles de nós que querem ver as vistas por conta própria – onde ir para obter as melhores visões desses fenômenos no mundo.
A Aurora Boreal ou aurora boreal iluminam o céu noturno em 12 de novembro de 2015, perto da cidade de Kirkenes, no norte da Noruega. (Jonathan Nackstrand / AFP / Getty Images)
Se você olhar para a atmosfera da Terra de um ponto extremamente alto, verá que ela tem camadas que se destacam por suas várias propriedades. A cerca de 80-105 km acima, há uma camada de sódio em nossa atmosfera que entra em um estado excitado durante o dia, quando está sob luz solar direta. À noite, os átomos esfriam e caem para o estado fundamental, emitindo um brilho amarelo característico. À medida que você vai mais alto, os átomos de oxigênio, nitrogênio e hidrogênio se unem de várias maneiras para criar outros efeitos ópticos.
A Aurora Australis, vista da ISS, é uma das duas maiores auroras do planeta. Os fenômenos amarelo e verde à direita são o brilho aéreo da camada de sódio e o oxigênio atmosférico acima dela, respectivamente. (ESA/NASA)
Você pode criar um brilho de ar vermelho de baixa altitude a partir de moléculas de hidroxila (OH), que se sobrepõem à camada de sódio. Acima de ambas as camadas, você pode ver brilhos verdes brilhantes de óxido nítrico (NO) e, principalmente, oxigênio monoatômico (O). Um brilho de ar azul às vezes aparece logo acima da camada verde devido a dois átomos de oxigênio formando oxigênio molecular (O2), um processo que novamente ocorre principalmente à noite. Finalmente, um brilho de ar vermelho de altitude ultra-alta é criado a partir de elétrons caindo através dos orbitais de átomos de oxigênio excitados e radicais hidroxila excitados (OH-).
O Comandante da Expedição 30 da ISS, Dan Burbank, tirou esta imagem do Cometa Lovejoy com o brilho aéreo da Terra em primeiro plano. Observe as várias camadas coloridas e que elas correspondem a linhas de emissão provenientes de elementos e moléculas em altitudes selecionadas. (NASA/Dan Burbank)
Tudo isso é normal, rotineiro e causado simplesmente pela interação da luz solar com a atmosfera da Terra. Durante o dia, a luz atinge esses átomos, moléculas e íons, excitando-os ou ionizando-os e, à noite, os elétrons caem de volta para as energias mais baixas, emitindo luz quando o fazem. Mas o Sol geralmente emite mais do que apenas luz: ele também pode emitir partículas. O vento solar é um exemplo de um fluxo lento e constante de partículas provenientes do Sol, passando pela Terra, por todos os planetas e, eventualmente, saindo do nosso Sistema Solar; está sempre presente. Mas de vez em quando, teremos um evento como uma explosão solar, uma ejeção de massa corona ou outro aprimoramento de partículas – em termos de velocidade e número – que podem criar uma exibição espetacular aqui na Terra.
O campo magnético da Terra normalmente nos protege das partículas carregadas que o Sol emite, mas quando a conexão magnética ocorre do campo do Sol para a Terra, as partículas podem ser canalizadas para as áreas polares, criando um show auroral espetacular. (NASA/GSFC/SOHO/ESA)
As partículas carregadas emitidas pelo Sol não viajam simplesmente em linha reta, mas seguem um caminho que é curvado pelo campo magnético do Sol. Como a Terra também possui um campo magnético, essas partículas são frequentemente afuniladas em torno dos pólos magnéticos da Terra, com as partículas mais rápidas capazes de atingir mais perto do equador. A atmosfera da Terra faz um trabalho notável ao proteger a superfície dessas partículas; contanto que você esteja no chão, você está fisicamente seguro até mesmo da tempestade solar mais massiva. Mas quanto mais próximo você estiver de um dos polos magnéticos da Terra, maior a chance de ver um espetacular show de luzes aurorais.
O índice K planetário, mostrado aqui para latitudes do norte. mostra onde as vistas das auroras são normalmente visíveis e não visíveis. O índice K está em uma escala de 0 a 9, onde 1 é típico, atividade silenciosa e as auroras são visíveis ao norte de qualquer linha mostrada para um determinado valor. (NOAA; cortesia de VE3EN em http://www.solarham.net/viewing.htm)
As partículas que acabarão atingindo a Terra são canalizadas para nossa atmosfera ao longo dos pólos magnéticos, onde atingem nosso mundo em um anel nos lados norte e sul.
Esta é uma imagem de cores falsas da Aurora austral ultravioleta capturada pelo satélite IMAGE da NASA e sobreposta à imagem Blue Marble baseada no satélite da NASA. A imagem da aurora, no entanto, é absolutamente real. (NASA)
Os maiores espetáculos vêm de erupções solares; quanto mais forte o clarão que criou a ejeção do Sol, mais rápidas e mais energéticas são essas partículas. O hidrogênio, oxigênio e nitrogênio em nossa atmosfera superior são atingidos por essa radiação, ionizam e finalmente encontram elétrons flutuantes para se recombinarem. Quando esses elétrons caem nos níveis de energia, eles emitem luz de alguns comprimentos de onda específicos: mais comumente verde, mas às vezes vermelho ou azul. A atmosfera é composta pelos mesmos átomos, moléculas e íons em todo o mundo; a variação é causada pelas propriedades específicas das partículas que atingem a atmosfera no momento!
Uma aurora multicolorida, mostrada com a Via Láctea sobre a Nova Zelândia, é possível à medida que partículas carregadas atingem diferentes camadas e elementos presentes na atmosfera. (Ben (seabirdnz) ou flickr)
Surpreende muitas pessoas que viram fotos da aurora quando a veem pela primeira vez, com seus próprios olhos. As telas aurorais não são estáticas, mas se movem rapidamente, como uma cortina verde e difusa sendo puxada e girada no céu. As melhores vistas da aurora – e eu odeio dizer isso, porque a maioria de nós nunca a experimentará em primeira mão – é de cima da atmosfera da Terra, no espaço sideral.
Mas o segundo melhor lugar para ver a aurora é de qualquer lugar a cerca de 30 graus do pólo magnético da Terra. Isso inclui grande parte do norte do Canadá e da Rússia, norte da Noruega, Suécia e Finlândia, bem como toda a Islândia, Groenlândia e (no sul) Antártica. Mesmo sem um evento solar espetacular para coincidir com eles, as auroras nesses locais são comuns. Embora você possa vê-los em qualquer época do ano, a melhor época para vê-los é no inverno, quando você tem o maior número de horas de escuridão, quando coincidentemente o céu está limpo.
O islandês Óðinn Kári Karlsson tirou essas fotos em março como seu primeiro experimento de fotografia de aurora. Usando um tripé e uma exposição de 15 a 30 segundos, ele conseguiu tirar essas imagens de tirar o fôlego de um dos fenômenos naturais mais espetaculares da natureza. (Óðinn Kari Karlsson)
As fotografias que você vê de auroras são incrivelmente impressionantes e representam o que você veria em um período de tempo relativamente curto: geralmente apenas 15 a 30 segundos. Falei com Óðinn Kári Karlsson (na selfie da aurora acima), que mora na Islândia. Embora ele tenha muita experiência com equipamentos fotográficos e na indústria do turismo, a foto da aurora que você vê acima, bem como a galeria, abaixo, representam sua primeira vez fotografando uma aurora! De acordo com Óðinn:
[Esta] foi minha primeira vez tirando minhas próprias fotos depois de anos ajudando meus clientes a usar suas câmeras em turnê. Tirei as fotos com iso 1600, abertura 28 e velocidade do obturador entre 15 e 30 seg. Então eu usei um tripé. A área em que os levei é Stykkishólmur em Snæfellsnes.
Dê uma olhada na galeria por si mesmo!
Uma série de fotos da aurora da Islândia com exposições de 15 a 30 segundos revela um céu incrível ainda maior do que os olhos humanos podem ver. (Óðinn Kari Karlsson)
Em janeiro próximo, estarei liderando um astrotour pela Islândia (as vagas ainda estão abertas), um dos melhores e mais confiáveis locais para ver a Aurora Boreal em todo o mundo. Com 16 horas de escuridão completa por noite perto do solstício, qualquer local de céu claro próximo aos pólos e livre de poluição luminosa oferecerá a você uma chance espetacular de ver essa maravilha natural do Planeta Terra por si mesmo. Assim como um eclipse solar total, as imagens, vídeos e descrições que você pode ver são de tirar o fôlego, mas não substitui a experiência por si mesmo. O Universo está lá fora; não perca a chance de experimentar tudo o que ela tem a oferecer.
Começa com um estrondo é agora na Forbes , e republicado no Medium graças aos nossos apoiadores do Patreon . Ethan é autor de dois livros, Além da Galáxia , e Treknology: A ciência de Star Trek de Tricorders a Warp Drive .
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