Durante anos, observadores amadores de auroras canadenses notaram faixas misteriosas de luz roxa e verde pálida que pareciam dançar no céu noturno. Mas foi só em 2016 que eles compartilharam suas imagens coloridas com os cientistas, que logo identificaram o show de luzes como um novo tipo de fenômeno da atmosfera superior que, brincando, foi chamado de STEVE. Contribuições adicionais de cientistas cidadãos estão ajudando os pesquisadores a identificar diferentes tipos de emissões STEVE e restringir como e onde na atmosfera da Terra elas são geradas.
“Os cientistas sabem há vários anos que STEVE não é um tipo regular de aurora porque aparece em latitudes mais baixas e apresenta cores diferentes”, disse Xiangning Chu, pesquisador do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial da Universidade de Colorado Boulder. “Mas como exatamente essas emissões de luz se formam no alto da atmosfera da Terra permanece um mistério.”
STEVE, que recebeu o nome de Strong Thermal Emission Velocity Enhancement, normalmente aparece como uma estreita faixa roxa arqueando no céu. Esta fita às vezes é acompanhada por luzes verdes ondulantes que parecem uma cerca de estacas nas fotos. Como as luzes roxa e verde nem sempre aparecem juntas, Chu queria determinar se as duas luzes compartilhavam o mesmo driver, mas não tinha certeza de como fazer isso – até que uma feliz coincidência ocorreu em 17 de julho de 2018.
Naquela noite, dois cientistas cidadãos localizados a 400 quilômetros de distância tiraram imagens do mesmo evento STEVE. Como as fotos foram tiradas simultaneamente de dois ângulos diferentes, Chu e sua equipe conseguiram realizar uma triangulação simples, que forneceu a localização exata de cada ponto nas imagens.
Os pesquisadores então analisaram essas informações para tentar resolver a localização do driver de STEVE. “Não tínhamos certeza se deveríamos olhar em parte da ionosfera, 100-400 quilômetros acima da Terra, ou na magnetosfera cerca de 30.000 quilômetros acima da superfície”, diz Chu.
Os pesquisadores já sabiam que os “piquetes” verdes seguem as linhas magnéticas da Terra. O que as análises da equipe de Chu mostram é que as emissões roxas e verdes estão localizadas ao longo das mesmas linhas de campo magnético, embora em altitudes diferentes. Como eles seguem as mesmas linhas de campo em uma extensa faixa de altitude, Chu diz que não há mecanismo local conhecido na ionosfera que possa explicá-los.
“Nossa análise indica que as emissões de STEVE roxa e verde são impulsionadas pela mesma região estreita, então deve ser a magnetosfera”, diz ele. “Isso apóia nosso estudo anterior, que forneceu evidências de que a região motriz de STEVE está localizada em uma fronteira nítida na magnetosfera que é marcada por ondas fortes e aceleração de partículas.”
O acoplamento da ionosfera e da magnetosfera é um dos tópicos fundamentais da física espacial, embora esse processo seja normalmente considerado apenas em altas latitudes, onde ocorrem as auroras. Mas Chu diz que seus resultados indicam que o forte acoplamento também pode ocorrer em latitudes mais baixas, transportando grandes quantidades de energia e momentum entre a magnetosfera e a ionosfera.
Segundo Chu, essa pesquisa não teria sido possível sem a ajuda dos cientistas cidadãos. “Quero agradecer a Neil Zeller e Colin Chatfield, que foram tão gentis em fornecer suas fotos para esta análise”, diz ele. “Eu encorajo outros cientistas cidadãos a enviarem suas imagens para o grupo Alberta Aurora Chasers FaceBook.”
Ainda há muitas questões não resolvidas sobre STEVE, incluindo como ele é gerado, diz Chu, e os cientistas cidadãos provavelmente continuarão a desempenhar um papel importante nesta pesquisa. “Somos limitados pelo número de eventos STEVE e observações apropriadas”, diz Chu. “Este é um mecanismo totalmente novo que nunca foi relatado antes. Se pudermos resolver isso, teremos mais informações para adicionar aos nossos livros didáticos.”
Publicado em 17/12/2021 23h55
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