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A aurora polar é um fenômeno óptico composto de um brilho observado nos céus noturnos nas regiões polares, em decorrência do impacto de partículas de vento solar e poeira espacial encontradas na Via Láctea com a alta atmosfera da Terra, canalizadas pelo campo magnético terrestre. No hemisfério norte é conhecida como aurora boreal ou luzes do Norte (nome mais comum entre os escandinavos), e ocorre normalmente nas épocas de setembro a outubro e de março a abril. No hemisfério sul é conhecida como aurora austral.

O fenômeno não é exclusivo somente da Terra, sendo também observável em outros planetas, como Júpiter, Saturno, Marte e Vênus. Da mesma maneira, o fenômeno não é exclusivo da natureza, sendo também reproduzível artificialmente através de explosões nucleares ou em laboratório.

A aurora aparece tipicamente tanto como um brilho difuso quanto como uma cortina estendida em sentido horizontal. Algumas vezes são formados arcos que podem mudar de forma constantemente.

 

Cada cortina consiste de vários raios paralelos e alinhados na direção das linhas do campo magnético, sugerindo que o fenômeno no nosso planeta está alinhado com o campo magnético terrestre. Da mesma forma a junção de diversos fatores pode levar à formação de linhas aurorais de tonalidades de cor específicas.

De modo geral, o efeito luminoso é dominado pela emissão de átomos de oxigênio em altas camadas atmosféricas (em torno de 200 km de altitude), o que produz a tonalidade verde. Quando as tempestades solares são fortes, as camadas mais baixas da atmosfera são atingidas pelo vento solar (em torno de 100 km de altitude), produzindo a tonalidade vermelho escuro pela emissão de átomos de nitrogênio e oxigênio. Átomos de oxigênio emitem tonalidades de cores bastante variadas, mas as predominantes são o vermelho e o verde.

A Terra é constantemente atingida por ventos solares, que são um fluxo rarefeito de plasma quente (gás de elétrons livres e cátions) emitidos pelo Sol em todas as direções, um resultado de milhões de graus de temperatura da camada mais externa da estrela, a coroa solar.

 

Durante tempestades magnéticas, os fluxos podem ser bem mais fortes, assim como o campo magnético interplanetário entre os dois corpos celestes, causando distúrbios pela ionosfera em resposta às tempestades.

 

Tais distúrbios afetam a qualidade da comunicação por rádio ou de sistemas de navegação, além de causar danos para astronautas em tal região, células solares de satélites artificiais, no movimento de bússolas e na ação de radares. A resposta da ionosfera é complexa e de difícil modelagem, dificultando a previsão para tais eventos.

A magnetosfera terrestre é uma região do espaço dominada por seu campo magnético. Ela forma um obstáculo no caminho do vento solar, causando sua dispersão em sua volta. Sua largura é de aproximadamente 190 mil km, e durante as noites uma longa cauda magnética é estendida para distâncias ainda maiores.

As auroras geralmente são confinadas em regiões de formato oval, próximas aos polos magnéticos. Quando a atividade solar está calma, a região possui um tamanho médio de 3.000 km, podendo aumentar para 4.000 ou 5.000 km quando os ventos solares são mais intensos.

Como os polos magnético e geográfico do nosso planeta não estão alinhados, da mesma forma as regiões aurorais não estão alinhadas com o polo geográfico. Os melhores pontos (chamados pontos de auge) para a observação de auroras encontram-se no Canadá, para auroras boreais, e na ilha da Tasmânia ou sul da Nova Zelândia, para auroras austrais.

As auroras também podem ser formadas através de explosões nucleares em altas camadas da atmosfera (em torno de 400 km). Tal fenômeno foi demonstrado pela aurora artificial criada pelo teste nuclear estadunidense Starfish Prime, em 9 de julho de 1962. Nessa ocasião o céu da região do Oceano Pacífico foi iluminado pela aurora por mais de sete minutos. Tal efeito foi previsto pelo cientista Nicholas Christofilos, que havia trabalhado em outros projetos sobre explosões nucleares.


As simulações de auroras em laboratório começaram a ser feitas no final de século XIX pelo cientista norueguês Kristian Birkeland, que provou, utilizando uma câmara de vácuo e uma esfera, que os elétrons eram guiados em tal efeito para as regiões polares da esfera.

 

Recentemente, pesquisadores conseguiram criar um efeito auroral modesto visível da Terra ao emitir raios de rádio no céu noturno, tomando uma coloração verde. Da mesma forma que o fenômeno natural, as partículas atingiam a ionosfera, excitando os elétrons no plasma. Com a colisão dos elétrons com a atmosfera terrestre as luzes eram emitidas. Tal experimento também aumentou o conhecimento dos efeitos da ionosfera nas comunicações por rádio.

Tanto Júpiter quanto Saturno possuem campos magnéticos muito mais fortes que o nosso, e ambos possuem auroras. O efeito da aurora polar vem sendo observado em ambos, e mais claramente com o telescópio Hubble.

Tais auroras parecem ser originadas do vento solar. Por outro lado, as luas de Júpiter, em especial Io, também são fontes poderosas de auroras.

Como as terrestres, as auroras de Saturno criam regiões ovais totais ou parciais em torno do polo magnético. Por outro lado, as auroras daquele planeta costumam durar por dias, diferente das terrestres que duram por alguns minutos somente. Evidências mostram que a emissão de luz nas auroras de Saturno contam com a participação da emissão de átomos de hidrogênio.

Uma aurora foi recentemente detectada em Marte pela sonda espacial Mars Express durante suas observações do planeta em 2004, com resultados publicados no ano seguinte. Marte possui um campo magnético mais fraco que o terrestre, e até então pensava-se que a falta de um campo magnético forte tornaria tal efeito impossível.

 

Foi percebido que o sistema de auroras de Marte é bastante parecido com o da Terra, sendo comparável às nossas tempestades de baixa e média intensidade. Como o planeta está sempre direcionado para o nosso planeta com seu lado diurno, a observação de auroras é somente possível através de espaçonaves investigando o lado noturno do planeta vermelho e nunca a partir da Terra.

Vênus, que não possui um campo magnético, apresenta também o fenômeno, no qual as partículas da atmosfera são diretamente ionizadas pelos ventos solares, fenômeno também presente na Terra.

 

Abaixo, fotos de auroras. Clique para ampliar.

 

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Fontes:

 

http://pt.wikipedia.org/wiki/Aurora_polar
http://en.wikipedia.org/wiki/Aurora_(astronomy)

 

 

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