Física das auroras polares

As auroras polares são fenômenos caracterizados por um brilho intenso no céu noturno de regiões próximas aos polos terrestres. Esse brilho, geralmente de cor verde, é resultado da interação de partículas vindas do Sol com moléculas de oxigênio e nitrogênio presentes em regiões que correspondem à ionosfera terrestre.

O fenômeno é denominado de aurora boreal quando ocorre no hemisfério norte e de aurora austral quando ocorre no hemisfério sul.

Como ocorrem as auroras polares?

Tudo começa no Sol! A todo instante, em virtude de explosões das reações nucleares, a coroa solar, camada mais externa do Sol, ejeta partículas elementares com altíssima energia. As partículas são ejetadas para todas as direções ao redor da estrela e compõem o chamado vento solar.

Ao chegarem à Terra, as partículas chocam-se com o campo magnético terrestre. Toda partícula eletricamente carregada que se movimenta em uma região onde existe campo magnético está sujeita a uma força magnética. Essa força atua sobre as partículas do vento solar, conduzindo-as de acordo com suas cargas elétricas para as regiões norte ou sul da Terra.

Ilustração do vento solar

Ao chegarem às regiões da ionosfera, as partículas chocam-se com moléculas de oxigênio e nitrogênio. As colisões fornecem energia às moléculas desses elementos, assim, os elétrons constituintes dessas moléculas posicionam-se em camadas mais energéticas. Ao retornarem para a camada de origem, os elétrons do oxigênio e do nitrogênio liberam a luz que ilumina os céus. Processo semelhante a esse ocorre no funcionamento de uma lâmpada fluorescente.

Efeitos

Se as partículas não fossem desviadas pelo campo magnético terrestre, inúmeras tecnologias seriam prejudicadas. Aparelhos de GPS, comunicadores de radiofrequência, transmissão de dados via internet, entre outros, seriam totalmente prejudicados pela presença das partículas elementares vindas do Sol.

Em 1859, uma atividade anormal do Sol gerou uma tempestade solar que trouxe uma quantidade exorbitante de partículas à Terra. Nessa época, as auroras polares foram intensificadas, e o serviço de telégrafo foi totalmente comprometido.

Auroras em outros mundos

As auroras polares não são fenômenos exclusivos da Terra. Planetas como Marte, Júpiter e Saturno produzem campos magnéticos fortes o suficiente para que o fenômeno das auroras ocorra.

Em 2014, a sonda Mars Express detectou uma aurora polar no planeta Marte. Auroras polares em Júpiter e Saturno foram percebidas por imagens captadas pelo telescópio espacial Hubble.