doi.org/10.1126/sciadv.adn5276
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#Aurora
Um estranho brilho verde se formou durante o Natal de 2022, e agora os cientistas sabem por quê
Uma aurora notavelmente suave e intrigante do dia de Natal observada sobre o Ártico em 2022 foi o resultado de uma “tempestade? de elétrons vindos diretamente do Sol, dizem investigadores japoneses e norte-americanos.
É a primeira vez que uma rara aurora deste tipo é vista do solo, e ocorreu numa altura em que as rajadas do vento solar tinham cessado quase completamente, deixando uma região de calma em torno da Terra.
Normalmente as auroras, como as vistas em todo o mundo em maio, movem-se e pulsam, com formas claramente discerníveis no céu.
Estas exibições aurorais são alimentadas por elétrons do vento solar – um fluxo de partículas carregadas que fluem do sol – que ficam presos em uma extensão do campo magnético da Terra chamada cauda magnética.
Quando o clima espacial se torna extremo, como quando uma ejeção de massa coronal (CME) – uma grande ejeção de plasma e campo magnético do Sol – é liberada, a cauda magnética pode ser arrancada (não se preocupe, ela volta a crescer).
Os elétrons presos ali fluem pelas linhas do campo magnético da Terra até os pólos.
Ao fazerem isso, encontram moléculas na atmosfera da Terra, colidindo com elas e fazendo-as brilhar nas cores da aurora (azul para emissão de nitrogênio, verde ou vermelho para oxigênio, dependendo da altitude).
No entanto, a aurora suave de 25 a 26 de dezembro de 2022 foi muito diferente.
Fotografada por uma câmera All-Sky Electron Multiplying Charge-Coupled Device (EMCCD) em Longyearbyen, na Noruega, a aurora era um brilho fraco e sem características que se estendia por 2.485 milhas (4.000 quilômetros) de extensão.
Não tinha estrutura, nem brilho pulsante ou variável.
Nenhum tipo de aurora como essa já havia sido vista na Terra antes.
Para resolver o mistério, uma equipe liderada por Keisuke Hosokawa, do Centro de Ciência Espacial e Engenharia de Rádio da Universidade de Eletrocomunicações de Tóquio, comparou esta aurora suave com o que o Special Sensor Ultraviolet Scanning Imager (SSUSI) na órbita polar satélites do Programa de Satélites Meteorológicos de Defesa (DMSP) viram.
O DMSP é operado pela Administração Oceânica e Atmosférica Nacional e pela Força Espacial dos EUA em nome do Departamento de Defesa dos EUA.
Os satélites viram a aurora de cima, descobrindo que ela tinha todas as características de um tipo raro de aurora chamada aurora de chuva polar, que só havia sido vista do espaço antes.
O vento solar regular viaja cerca de 250 milhas (400 km) por segundo.
No entanto, a coroa quente do Sol está cheia de buracos, especialmente nas latitudes solares mais elevadas, de onde sai um vento solar excepcionalmente “rápido”, movendo-se até 500 milhas (800 km) por segundo.
Às vezes, esses buracos coronais podem aparecer em latitudes mais baixas, e foi isso que aconteceu no Natal de 2022, coincidindo com a cessação do vento solar regular.
No local dos buracos coronais, as linhas do campo magnético do Sol estão abertas – elas não retornam à superfície do Sol, a fotosfera.
À medida que as linhas abertas do campo magnético se estendem para o espaço, o buraco coronal forma a base de um funil magnético de onde fluem elétrons de alta energia.
No caso da aurora da chuva polar, esses elétrons viajaram através do espaço, e as linhas abertas do campo magnético conectado com o campo magnético da Terra acima do pólo norte, permitindo que os elétrons chovam diretamente sobre os pólos, em vez de ficarem presos dentro da cauda magnética.
Normalmente não notamos isso acontecendo, porque as partículas regulares do vento polar dispersam os elétrons do vento rápido que emanam do buraco coronal.
Nesta ocasião, no entanto, a pressão do vento solar diminuiu a ponto de ser insignificante, e os elétrons do vento rápido puderam chegar à Terra sem impedimentos.
Histórias relacionadas: Além disso, o diâmetro desta abertura do funil magnético é de cerca de 4.600 milhas (7.500 km) quando projetado à distância da Terra ao sol.
É por isso que a aurora parecia tão suave; os tubos abertos de fluxo magnético que emanavam do Sol cobriam uma área mais ampla do que a calota polar norte da Terra.
Como os elétrons eram de alta energia, a emissão auroral era puramente verde, em vez de vermelha, porque é necessária mais energia para ionizar o oxigênio nas profundezas da atmosfera.
A evidência decisiva foi que os satélites DMSP só viram a aurora da chuva polar sobre o pólo norte magnético da Terra, que está inclinado em direção ao sol durante o inverno do Hemisfério Norte.”Quando o vento solar desapareceu, um fluxo intenso de elétrons com energia> 1keV foi observado pelo DMSP, o que tornou a aurora da chuva polar visível até mesmo do solo como emissões esverdeadas brilhantes, ” disse a equipe de Hosokawa em seu artigo de pesquisa publicado.
A chuva polar em si já foi estudada em profundidade por detectores de partículas em satélites em órbita, mas tais estudos são poucos e raros.
Estas auroras suaves normalmente não são visíveis a olho nu no solo.
Como tal, ninguém sabia o que era a aurora suave e indefinida que tornou o céu verde no Natal de 2022, até agora.
A explicação completa pode ser encontrada na edição de 21 de junho da revista Science Advances
Publicado em 06/07/2024 11h16
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