A Influência das Explosões Solares na Terra e a Formação das Auroras
Maria Vitória de Oliveira Silva¹, Vinicius Marx Silva Delgado¹, Vitor de Morais Santos²
¹Graduandos do curso de Bioquímica (UFSJ-CCO)
²Graduando do curso de Farmácia (UFSJ-CCO)
v.2, n.9, 2024
Setembro de 2024
Figura 1: Aurora boreal.
Conhecidas como luzes do norte, as auroras boreais (Figura 1) tem despertam o fascínio da humanidade desde tempos remotos. Esses espetáculos naturais possuem registros desde milhares de anos atrás, com a primeira observação documentada a cerca de 2.600 anos, na China. Diversas civilizações antigas interpretaram esses fenômenos de formas distintas, sempre remetendo ao místico.
Os antigos povos nórdicos interpretavam as auroras como manifestações de deuses, especialmente figuras mitológicas como as Valquírias. Os gregos as consideravam manifestação da Deusa Aurora. Já os nativos do Alasca e do Canadá acreditavam que as luzes eram almas de animais caçados [1-4].
Essas interpretações místicas e mitológicas das auroras boreais refletem a profunda conexão entre os seres humanos e o mundo natural, bem como a busca por significado e explicação para fenômenos extraordinários [1,2,5].
Todavia, com o avanço da ciência e tecnologia, a compreensão desse fenômeno evoluiu significativamente. É fato que essas luzes coloridas no céu são resultado da interação entre partículas carregadas do Sol e a magnetosfera terrestre, ou seja, essas partículas ao chocarem-se contra átomos e moléculas existentes na atmosfera do planeta, resultam em emissões de luz que são vistas como auroras [4,5].
Além deste fascínio estético e cultural, as auroras boreais desempenham um papel crucial na pesquisa científica, fornecendo informações valiosas sobre a interação entre o Sol, a Terra e atmosfera. O estudo das auroras boreais auxilia cientistas na compreensão do clima espacial, dos efeitos das tempestades solares e acerca da proteção dos sistemas de comunicação e infraestrutura no Planeta Terra [1,2].
Embora pareça pequeno e fixo a partir do nosso ponto de vista, o Sol é o maior objeto celeste no nosso sistema solar, com 700.000 quilômetros de raio e 330.000 vezes a massa da Terra. A região com temperatura mais quente é seu núcleo, atingindo 15.000.000 ºC. Esta temperatura vai esfriando rumo à superfície, chegando a atingir nesta 5.500ºC. Estranhamente, a camada acima da superfície solar, a coroa, é mais quente que a camada abaixo, que por sua vez é mais fria que o núcleo [6].
O Sol é composto de gases a temperaturas altíssimas que se chocam tão violentamente que os núcleos dos átomos se fundem e formam outros elementos. Essa energia, proveniente da fusão nuclear, é que fornece o brilho e a temperatura elevada do astro. A temperatura é tão alta que os núcleos atômicos se separam de seus elétrons, formando uma sopa de íons altamente energizados chamada plasma.
O movimento desses íons gera campos magnéticos dentro do Sol que constantemente libera radiação e massa na forma de ventos solares. Este fenômeno gera uma bolha que envolve todo o sistema solar: a heliosfera. De certa forma, a Terra existe dentro da atmosfera do Sol!
Esses campos magnéticos não são uniformes e constantemente: se torcem de forma a acumular muita radiação que é expelida em um fenômeno chamado explosão solar (Figura 2). Quando além das explosões liberando energia toneladas de massa são expelidas da coroa, ocorre o evento conhecido como Ejeção de Massa Coronal. E o que acontece quando essas explosões e ejeções altamente energéticas atingem a Terra? Nada! Ou pelo menos nenhuma catástrofe, usualmente [7-10].
Graças ao campo magnético da Terra, nós estamos protegidos da maior parte dos ventos e explosões solares que nós atingiriam, e podemos vivenciar um dos eventos mais belos da natureza. Quando as partículas carregadas deslocam-se pelas linhas magnéticas terrestres e alcançam o polo Norte, elas energizam os gases da nossa atmosfera que começam a brilhar, formando a aurora boreal. Quando esse evento o ocorre no polo Sul, é chamado de aurora austral. O vermelho e verde característico provem da excitação das moléculas de oxigênio e nitrogênio, o que provê as cores azul e roxo [9].
Figura 2: Explosão solar.
Fonte: http://www.indiatvnews.com/news/world-sun-explosion-video-solar-flares-341015
As explosões solares, quando muito intensas, podem afetar sistemas de navegação e comunicação, através da interferência nos sinais de rádio e na precisão de GPS, além de sistemas de tráfego aéreo e de detecção militar, podendo causar apagões e prejudicar os astronautas e os satélites em órbita [11,12].
A intensidade e frequência das tempestades solares aumentam muito devido ao ciclo solar. O Sol também tem seu eixo Norte-Sul Magnético, porém, ele é muito mais dinâmico que o da Terra e troca de eixos de 11 em 11 anos. A última ocasião em que o Sol trocou seu eixo foi em 2013, logo, o ápice do próximo ciclo acontecerá nesse ano, em 2024 [13].
O nome Austral das auroras do Polo Sul foi originado como uma referência direta a sua localização ao sul do globo, pelo cartógrafo inglês James Cook. Consideradas raras, as auroras austrais acontecem no hemisfério sul, com poucas aparições ao longo do tempo. Em 2024, devido a tempestade solar formada por ejeções de massa coronal, ocorreu uma Aurora Austral, vista pela última vez cerca de 20 anos atrás.
A partir de estudos realizados por pesquisadores, observou-se que as auroras moviam-se em direções opostas, com a Austral mais perto do sol e a Boreal na mesma posição que normalmente ocupa, devido a presença de ventos solares na magnetosfera no hemisfério sul, mas não no norte; isto levou os cientistas a formularem a hipótese de que as auroras são espelhos uma da outra, devido ao campo magnético da Terra não ser inteiramente bipolar [11].
Portanto, as auroras boreais não apenas encantam e inspiram, mas também nos oferecem uma oportunidade para entendermos os mistérios do universo e a importância do estudo e preservação da natureza na Terra [3,4,6].
Referências Bibliográficas
[1] Brekke A, Egeland A. The northern light: From mythology to space research. Springer Science & Business Media, 2012.
[2] Pullman P. Northern Lights: His Dark Materials 1: now a major BBC TV series. Random House, 2015.
[3] Falck-Ytter H. Aurora: the northern lights in mythology, history, and science. SteinerBooks, 1999.
[4] Koskinen H. Understanding space science under the northern lights. In: 34th COSPAR Scientific Assembly. 2002. p. 1615.
[5] Bunting M. Science and Daily Life in the Study of the Northern Lights, 1898–1928. Cambridge Scholars Publishing, 2018.
[6] Genovese P. The Northern Lights Phenomenon: Detect and predict them. 2022.National Aeronautics and Space Administration. Sun facts. NASA Science. Disponível através do link: https://science.nasa.gov/sun/facts/#hds-sidebar-nav-9. Acesso em: 08 set. 2024.
[7] National Oceanic and Atmospheric Administration. Solar flares and radio blackouts. NOAA Space Weather Prediction Center. Disponível através do link: https://www.swpc.noaa.gov/phenomena/solar-flares-radio-blackouts. Acesso em: 08 set. 2024.
[8] National Oceanic and Atmospheric Administration. Coronal mass ejections. NOAA Space Weather Prediction Center. Disponível através do link: https://www.swpc.noaa.gov/phenomena/coronal-mass-ejections. Acesso em: 08 set. 2024.
[9] National Aeronautics and Space Administration. Aurora. NASA Space Place. Disponível através do link: https://spaceplace.nasa.gov/aurora/en/. Acesso em: 08 set. 2024.
[10] European Space Agency. What are solar flares? Disponível através do link: https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/What_are_solar_flares. Acesso em: 08 set. 2024.
[11] Brotto M. Aurora Boreal e Aurora Austral: Qual é a diferença? Disponível através do link: https://auroraboreal.com.br/aurora-austral-aurora-boreal-2/. Acesso em: 08 set. 2024.
[12] G1. Maior tempestade solar dos últimos 20 anos causa aurora boreal na Europa e rara aurora austral na Argentina e no Chile; FOTOS. Disponível através do link: https://g1.globo.com/ciencia/noticia/2024/05/10/tempestade-solar-severa-alerta-nooa-servicos-aurora-boreal.ghtml. Acesso em: 08 set. 2024.
[13] National Aeronautics and Space Administration. Solar cycles. NASA Space Place. Disponível através do link: https://spaceplace.nasa.gov/solar-cycles/en/. Acesso em: 08 set. 2024.