As auroras podem aparecer nas cores verde, rosa, vermelho escuro, azul, roxo e até mesmo amarelo! Mas por que isso acontece?
Informação
Por Daisy Dobrijevic
Traduzido por Marco Centurion
A aurora, também conhecida como luzes do norte (aurora boreal) ou luzes do sul (aurora austral), é um fenômeno natural de tirar o fôlego que cativou os seres humanos por milênios.
Esse espetáculo impressionante ocorre próximo aos pólos da Terra e se manifesta como uma deslumbrante exibição de luzes dançantes, causadas pela interação entre partículas solares e a atmosfera do nosso planeta. As auroras aparecem em uma ampla variedade de cores, do verde ao rosa, azul e roxo, que podem deixar os observadores do céu tanto hipnotizados quanto fascinados.
Mas há uma lógica para essa confusão auroral! Neste guia completo, vamos explorar a ciência por trás das cores das auroras e investigar o que produz esses célebres shows no céu.
Antes de discutirmos as diferentes cores da aurora, vamos rapidamente relembrar como as auroras se formam.
As auroras são causadas por partículas energizadas do Sol que colidem com a atmosfera superior da Terra a velocidades de até 72 milhões de km/h. O campo magnético da Terra então redireciona as partículas em direção aos pólos norte e sul.
As partículas carregadas entram na atmosfera da Terra, excitando os átomos e moléculas dos gases e gerando as auroras. O processo é semelhante ao funcionamento das luzes de néon: quando as moléculas e átomos são excitados pelos elétrons, eles devem retornar ao seu estado original de energia, conhecido como estado fundamental, e fazem isso liberando a energia na forma de fótons (luz visível). A cor da luz de néon depende da mistura de gases dentro do tubo, assim como a cor das auroras depende da mistura de gases na atmosfera.
A atmosfera da Terra é composta aproximadamente por 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio, 0,93% de argônio e 0,04% de dióxido de carbono. O ar também contém pequenas quantidades de neon, hélio, metano, criptônio, ozônio e hidrogênio, além de vapor d'água.
Nas próximas seções exploraremos como a composição atmosférica e a altitude em que as partículas solares colidem com esses gases desempenham um papel crucial na determinação das cores das auroras.
Auroras verdes
A cor de aurora mais comum é o verde.
As auroras verdes são normalmente produzidas quando partículas carregadas colidem com altas concentrações de moléculas de oxigênio na atmosfera da Terra, a altitudes de cerca de 100 a 300 quilômetros (60 a 190 milhas), de acordo com a Agência Espacial Canadense (CSA).
Também vemos as auroras verdes melhor do que qualquer outra cor, pois o olho humano é mais sensível ao espectro de cor verde.
Auroras vermelhas
Auroras vermelhas são relativamente menos frequentes e geralmente estão associadas à intensa atividade solar.
Elas ocorrem quando as partículas solares reagem com o oxigênio em altitudes mais altas, geralmente entre 300 a 400 km (180 a 250 milhas), de acordo com a CSA.
A essa altura, o oxigênio está menos concentrado e é excitado em uma frequência ou comprimento de onda mais alto, fazendo com que os vermelhos se tornem visíveis. As auroras vermelhas são frequentemente vistas nas bordas superiores da exibição.
Auroras azuis e roxas
Auroras azuis e roxas são ainda mais raras e também tendem a aparecer durante períodos de alta atividade solar.
Essas cores são produzidas quando as partículas solares colidem com o nitrogênio na atmosfera da Terra a uma altitude de até 100 km, de acordo com a empresa de turismo auroral The Aurora Zone.
Auroras amarelas e rosas
Auroras amarelas e rosas são raras e tipicamente associadas a alta atividade solar. Essas cores resultam de uma mistura de auroras vermelhas com auroras verdes ou azuis.
O papel da atividade solar
A atividade solar, incluindo explosões solares e ejeções de massa coronal, desempenha um papel significativo na determinação da intensidade, cor e frequência das exibições de auroras. Durante períodos de alta atividade solar, a atmosfera da Terra é bombardeada com um número maior de partículas solares, aumentando a probabilidade de cores de aurora mais vibrantes e variadas.
A atividade solar flutua em um ciclo solar de 11 anos, com períodos de pico conhecidos como máximos solares. A atividade solar está agora em ascensão durante o período de máximo solar que está sendo observado no ciclo solar 25.
Perguntas frequentes sobre as cores das auroras respondidas por uma especialista!
Perguntamos à Dra. Elizabeth MacDonald algumas perguntas frequentes sobre as cores das auroras.
Física espacial
A Dra. Elizabeth MacDonald é uma física espacial no NASA Goddard Space Flight Center e uma das fundadoras do site de ciência cidadã Aurorasaurus.
Por que as auroras boreais que aparecem em latitudes baixas são vermelhas?
Dois motivos: primeiro, o vermelho ocorre em altitudes mais altas e, portanto, pode ser visto mais distante dos polos. Por vezes, o que você vê é apenas a borda superior do vermelho surgindo sobre o horizonte. Em segundo lugar, durante grandes tempestades, há outro tipo de aurora que é predominantemente vermelha e ocorre em latitudes mais baixas.
Como a atmosfera da Terra tem mais nitrogênio em comparação ao oxigênio, por que as auroras azuis/roxas, causadas pelo nitrogênio, não são as mais comuns?
A aurora ocorre tão alta que a mistura de ar com a qual estamos familiarizados não é a mesma a 100 km de altitude. A atmosfera lá é muito menos densa e estratificada pela gravidade em camadas. A camada de nitrogênio fica acima da camada de oxigênio.
Qual é a cor de aurora mais rara?
É difícil dizer, pois as cores da aurora se misturam em uma química em constante mudança e é assim que você pode obter algumas das cores mais raras observadas.
Recursos adicionais
Para aumentar suas chances de ver uma aurora, monitore as previsões de auroras fornecidas por organizações como o Instituto Geofísico da Universidade do Alasca Fairbanks e a Administração Nacional Oceânica e Atmosférica dos EUA (NOAA). Essas previsões estimam a probabilidade de uma aurora ser visível com base na atividade geomagnética, fornecendo previsões tanto de três dias quanto de 30 minutos.
Se você é um caçador de auroras ávido ou quer aprender mais sobre avistamentos ao redor do mundo, o Aurorasaurus é um site de ciência cidadã onde você pode relatar seus avistamentos de auroras e também aprender mais sobre elas com seu blog informativo.
Para acompanhar as descobertas mais recentes sobre o clima espacial, visite o Centro de Previsão de Clima Espacial da NOAA para ver os dados mais recentes de raios-X solares dos satélites meteorológicos GOES da agência, que ficam sobre o leste e oeste dos EUA.
Todos os sites relacionados acima estão em inglês!
Bibliografia utilizada
Agência Espacial Canadense. (2022, 27 de setembro). As cores das luzes do norte. Agência Espacial Canadense. https://www.asc-csa.gc.ca/eng/astronomy/northern-lights/colours-of-northern-lights.asp
A resposta do olho humano à luz. Universidade Estadual de Iowa. (s.d.). https://www.nde-ed.org/NDETechniques/PenetrantTest/Introduction/lightresponse.xhtml
A ciência das luzes do norte. The Aurora Zone. (s.d.). https://www.theauroraz
Artigo encontrado em space.com (originalmente publicado em 20/11/2024)
Link para acesso ao original: https://www.space.com/aurora-colors-explained
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