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O Sol passa por ciclos que duram aproximadamente 11 anos, onde transita entre os chamados máximo e mínimo solar.
Como o Sol não é sólido, o movimento de rotação cria movimente de intensidades diferentes ao longo de sua superfície, cujo efeito Coriolis cria distúrbios magnéticos que fazem o seu campo inverter. Quando isso acontece, a superfície fica agitada e violenta, produzindo diversas erupções solares. Este é o máximo solar.
Aliás, em 2024 presenciaremos um destes momentos de máximo solar.
Quando estes distúrbios ocorrem, aos poucos eles se estabilizam, iniciando o mínimo solar, marcado pela calmaria.
Não existe pleno conhecimento sobre todos os fatores envolvidos neste processo, mas sabe-se que raios cósmicos oriundos de estrelas mais distantes também afetam o Sol durante a sua calmaria, que é quando suas interações magnéticas estão menos intensas e permitem que estes raios atinjam o seu núcleo, induzindo também os eventos que se iniciam os distúrbios.
É como se todas as estrelas, por meio de suas radiações para o espaço, sincronizassem seus eventos, comunicando-se ainda que distantes milhares de anos luz umas das outras!
Gigantescas massas de gases, ou o plasma, ficam aprisionadas pelos diferentes arcos magnéticos, que em certo momento as liberam para o espaço a velocidades impressionantes. E estes são os ventos solares, carregados de partículas com grande energia.
Eles não são compostos por nenhum elemento químico específico, e são apenas partículas elementares: elétrons, prótons e nêutrons.
São capazes de chegar à Terra em menos de 20 horas, e se não fosse a nossa magnetosfera, seriam capazes de varrer toda a atmosfera para o espaço, assim como ocorreu com Marte há bilhões de anos atrás.
Quando estes ventos atingem a magnetosfera, eles aplicam pressão sobre o lado virado para o Sol, sendo desviados e arrastados para o lado oposto, criando uma cauda.
São estes ventos que moldam a magnetosfera terrestre, como visto na imagem anterior.
O fluxo magnético da Terra, parte do polo Sul para o polo norte, criando os pontos de convergência. As partículas carregadas do vento solar, são direcionadas por estes fluxos e desviadas, contudo, uma parte delas consegue penetrar nas camadas mais superiores da atmosfera, logo após a zona de choque: estas são as auroras diurnas, menos visíveis por serem ofuscadas.
A outra parte desviada, e que segue para a cauda, também acaba sofrendo influência das linhas de campo, e uma fração retorna para os pontos de convergência, entrando na atmosfera: esta é a aurora noturna.
Por causa deste fluxo das linhas de campo, é que as auroras só ocorrem nas regiões próximas aos polos: auroras boreais no polo norte e auroras austrais no polo sul.
Ao fazerem isso, elas se chocam com o oxigênio e o nitrogênio presente nestas camadas superiores, tanto em formação molecular quanto em átomos isolados (dependendo do altitude), e os retiram de seu estado fundamental energizando elétrons em suas orbitas.
Todo o elemento, quando elevado ao estado excitado, procura retomar para sua condição original, ou estado fundamental e se estabilizar.
E eles fazem isso liberando a energia que receberam para reposicionar o elétron em seu orbital original. No caso do oxigênio e o nitrogênio, eles fazem isso liberando radiação visível do espectro eletromagnético: a luz!
Este evento se torna magnificamente lindo pois ocorre também uma reação em cadeia, já que alguns átomos perdem elétrons que atingem outros, e assim por diante, induzindo um grande volume destes elementos a emitir a energia adicional na forma de luz.
Dependendo da altitude (de 90 até mais de 200km), ou do elemento químico (oxigênio ou nitrogênio), diferentes cores de radiação luminosa são produzidas, como o verde, o vermelho e azul. Por vezes estas cores se misturam, podendo ser percebidas como roxo e rosa.
Como as linhas de campo magnético da Terra fluem do Sul para o norte, se o vento solar estiver com seu fluxo voltado para o sul, ambas as linhas se acoplam e facilitam a entrada das partículas, causando auroras extremamente brilhantes e deslumbrantes.
Curiodidades
Ao longo da história, auroras polares sempre causaram grande espanto por sua beleza e mistério.
Na Europa da era medieval e na China antiga, acreditavam que as auroras de cor vermelha eram um aviso dos deuses sobre alguma catástrofe a caminho, como desastres naturais, guerras, quedas de impérios e até mesmo doenças.
Há também uma lenda esquimó que diz que aqueles que tiveram uma vida voltada para a bondade plena, ao morrerem vão para os mundos de onde emanam as belíssimas Auroras.
Fontes de pesquisa:
- Artigo “Ciclo solar” da Wikipédia, em https://pt.wikipedia.org/wiki/Ciclo_solar
- Artigo “Aurora” da Wikipédia, em https://en.wikipedia.org/wiki/Aurora
- Artigo “Magnetosphere” da Wikipédia, em https://en.wikipedia.org/wiki/Magnetosphere
- Artigo “Solar wind” da Wikipédia, em https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_wind
- Artigo “Solar irradiance” da Wikipédia, em https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_irradiance
- “The Sun’s Heartbeat: And Other Stories from the Life of the Star That Powers Our Planet” de Bob Berman.