Auroras boreais colidem, produzindo explosões de luzes

Tony Phillips - Science@NASA - 23/12/2009

Algumas vezes, gigantescas "cortinas" de auroras boreais colidem, produzindo explosões espetaculares de luz.
[Imagem: THEMIS/UC Berkeley]

Choques de auroras

Uma rede de câmeras implantada em torno do Ártico, dando suporte à missão Themis da NASA, fez uma descoberta surpreendente sobre as auroras boreais.

Ocasionalmente, gigantescas "cortinas" de auroras boreais colidem, produzindo explosões espetaculares de luzes.

Os primeiros filmes do fenômeno foram apresentados nesta semana na reunião de outono da União Geofísica Americana. Embora as primeiras imagens científicas estejam em preto e branco, é possível antever o espetáculo dos filmes coloridos que estão por vir.

De queixo caído

"Nossos queixos caíram quando vimos os filmes pela primeira vez," conta o cientista espacial Larry Lyons, da Universidade da Califórnia, líder da equipe que fez a descoberta. "Estas explosões estão nos dizendo algo muito fundamental sobre a natureza das auroras."

As colisões ocorrem em uma escala tão vasta que os observadores na superfície da Terra, com um campo de visão muito limitado, nunca tinham notado sua existência. Foi necessário uma rede de câmeras super sensíveis espalhadas por milhares de quilômetros para obter a imagem toda.

Vinte câmeras de céu inteiro (ASIS) foram implantadas por pesquisadores das universidades da Califórnia, Berkeley, Calgary e Alasca, em apoio à missão Themis. Este mapa mostra a localização e o campo de visão dessas câmeras
[Imagem: THEMIS/UC Berkeley]

Por cima e por baixo

A NASA e a Agência Espacial Canadense criaram essa rede de super câmeras para dar suporte à Themis (Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms) - foi ela a responsável pela descoberta da origem das Auroras Boreais.

A missão Themis consiste de cinco sondas espaciais lançadas em 2006 para resolver um antigo mistério: Porque é que as auroras ocasionalmente irrompem em uma explosão de luz chamada subtempestade?

Vinte câmeras capazes de captar o céu inteiro (ASIS - all-sky imagers) foram instaladas em todo o Ártico, no Alasca e no Canadá, para fotografar as auroras de baixo, enquanto as sondas medem de cima as partículas eletricamente carregadas e os campos eletromagnéticos.

Juntas, as câmeras e as naves espaciais podem captar a ação de ambos os lados, sendo capazes de reunir causa e efeito - pelo menos era isso o que os pesquisadores esperavam.

E parece que funcionou.

Quebra-cabeças continental

A descoberta veio no início deste ano, quando o pesquisador Toshi Nishimura completou a tarefa hercúlea de montar filmes com a largura de um continente a partir das imagens individuais de cada ASI.

"Pode ser bem complicado", diz Nishimura. "Cada câmera tem seu próprio clima local e condições de iluminação, e as auroras ocorrem a diferentes distâncias de cada câmera. Eu tive que levar em conta esses fatores para seis ou mais câmeras simultaneamente para conseguir fazer um filme coerente."

Ele logo mostrou o primeiro filme para Lyons, que revelava duas auroras colidindo.

"Não se parecia com nada que eu já tivesse visto antes," lembra Lyons. "Nos dias seguintes, pesquisamos ainda mais eventos. Nosso entusiasmo foi crescendo conforme nos convencemos de que as colisões eram reais e aconteciam sempre."

Cauda de plasma da Terra

As explosões de luz, eles acreditam, são um sinal de algo dramático acontecendo no espaço ao redor da Terra - mais especificamente, na "cauda de plasma" da Terra.

Desenho esquemático da magnetosfera terrestre. A Terra é o círculo próximo do centro e a cauda de plasma é representada em amarelo.
[Imagem: Larry Lyons/UCLA]

Com milhões de quilômetros de extensão e apontando na direção contrária ao Sol, a cauda de plasma terrestre é formada por partículas carregadas eletricamente capturadas principalmente do vento solar. Às vezes chamada de "a folha de plasma", a cauda é mantida coesa pelo campo magnético da Terra.

O mesmo campo magnético que mantém coesa a cauda também a conecta às regiões polares da Terra. Devido a esta ligação, observar a dança das auroras boreais pode revelar muito sobre o que está acontecendo na cauda de plasma da Terra.

Examinando muitas colisões, Lyons e Nishimura identificaram uma sequência comum de eventos. Ela começa com dois elementos: (1) uma larga cortina de auroras movendo-se lentamente e (2) um pequeno nó de auroras deslocando-se rapidamente, inicialmente afastadas entre si.

A cortina lenta está brilhando tranquilamente sobre o Ártico quando o nó rápido chega vindo do Norte.

As duas auroras colidem e segue-se uma erupção de luzes.

Agora está aberta a temporada de explicações e teorias explicando como o fenômeno ocorre.

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