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Como uma aurora boreal rara, "única em 20 anos", se formou no Polo Norte

Os cientistas identificaram o fenômeno como uma aurora de chuva polar, nunca antes vista do solo terrestre.

Em 25 e 26 de dezembro de 2022, pesquisadores documentaram uma rara aurora de chuva polar em Longyearbyen, na Noruega, vista acima, abaixo da aurora boreal mais comum. As auroras de chuva polar se formam por meio de um mecanismo diferente de uma aurora tradicional e são extremamente difíceis de observar.

Foto de Fredrik Meling, 500px, Getty Images
Por Isabel Swafford
Publicado 7 de jul. de 2024, 08:00 BRT

Nas primeiras horas de uma manhã de Natal na ilha ártica de Svalbard, na Noruega, uma lente fisheye apontou para um céu noturno verde brilhante. Ao contrário da icônica aurora boreal, em que estruturas finas  como serpentes que se entrelaçam, essa aurora se espalhou pelo céu em um manto quase uniforme de verde.

"Essa aurora tinha um formato muito suave, e a estrutura era apenas uma mancha difusa de material esverdeado. Era como um grande bolo esverdeado", diz Keisuke Hosokawa, físico espacial da Universidade de Eletro-Comunicações em Tóquio, no Japão. Hosokawa nunca tinha visto nada parecido.

(Você pode se interessar: Fenômenos astronômicos em julho: como e quando vê-los)

estranha aurora cobriu o céu do Polo Norte nos dias 25 e 26 de dezembro de 2022, e Hosokawa e seus colegas agora identificaram o fenômeno como uma rara aurora de chuva polar na Science Advances.

Aurora de chuva no Polo Norte


As auroras são um produto dos elétrons do sol que ficam presos e são acelerados pelo campo magnético da Terra. Os elétrons fluem da coroa solar, sua atmosfera mais externa, no plasma chamado vento solar.

Devido à grande variedade de partículas de alta energia, os elétrons do vento solar normalmente não têm energia suficiente para criar auroras visíveis ao chegar à Terra. Mas quando os elétrons ficam presos no campo magnético do planeta e são excitados, eles interagem com os átomos da nossa atmosfera e produzem auroras. Os shows de luz aparecem ao redor dos pólos da Terra, mas raramente sobre as calotas polares propriamente ditas..

Uma visualização em time-lapse da aurora da chuva polar sobre o Polo Norte, criada a partir de imagens capturadas por uma câmera para todos os céus em Longyearbyen, na Noruega.

Foto de Photgraphs courtesy Keisuke Hosokawa, et al., 2024

Em contraste, as auroras de chuva polar são causadas diretamente por elétrons do vento solar, durante raros casos de pouco ou nenhum vento solar. O evento recém-descrito de 2022 "é um exemplo fascinante em que uma calota polar parece estar cheia de elétrons que chegam diretamente da coroa solar", conta David Knudsen, físico da Universidade de Calgary, no Canadá, que não participou do estudo. "Essa é uma ocorrência altamente incomum".

As auroras de chuva polar já foram capturadas em dados de satélite antes, mas nunca por câmeras terrestres no planeta Terra. Hosokawa deparou-se com a aurora de 2022 por acidente, depois de fazer uma pausa durante as férias em sua rotina semanal de verificação das câmeras de aurora. Quando ele estava revisando casualmente o acúmulo de dados, descobriu a aurora como um presente de Natal atrasado.

"Quando vi esse tipo de aurora estranha, de repente percebi que isso era especial e que precisava fazer alguma coisa. Então, comecei a examinar os dados de satélite obtidos na mesma época e vi a assinatura da chuva polar", diz Hosokawa.

Um dia sem vento solar


aurora de chuva polar não é apenas o resultado direto de elétrons relativamente fracos viajando diretamente do sol, mas também é um exemplo raro de um período de 28 horas sem quase nenhum vento solar, exceto pelos elétrons da chuva polar.

vento solar está constantemente fluindo para o sistema solar a partir da coroa solar, portanto, é muito incomum vê-lo praticamente desaparecer. Hosokawa chama essa experiência de "uma vez a cada 20 anos", fazendo referência ao único outro registro de uma aurora de chuva polar em 2004, que só foi observada do espaço.

A ausência de vento solar tornou a aurora de chuva polar de Hosokawa excepcionalmente brilhante e, portanto, mais fácil de ser vista do solo. As observações duplas do solo e do espaço são essenciais para compreender os detalhes finos e os padrões em grande escala da aurora.

Como os elétrons que precipitam a aurora da chuva polar vêm diretamente do Sol, eles agem como uma sombra ou impressão do ambiente de onde vieram. Hosokawa e seus colegas esperam usar esses dados para entender a relação entre os elétrons que chegam à Terra e de onde eles vieram na atmosfera do Sol.

"O aspecto realmente empolgante desse artigo é que ele mostra que ainda há descobertas fundamentais a serem feitas", afirma Larry Paxton, coautor e astrofísico do Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins, em Laurel, Maryland, nos Estados Unidos. "Agora temos um sistema de satélites e observatórios terrestres que nos permitem ver, pela primeira vez, uma nova forma de conexão do nosso Sol com a Terra."

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