Os humanos passaram milênios admirados com a bela aurora boreal no céu noturno. E enquanto permanecemos incertos sobre o que os causa há algum tempo, os físicos finalmente descobriram exatamente como o fenômeno funciona.
De acordo com um novo artigo publicado na revista científica Nature Communications, tudo começa com o sol. Especificamente, quando fortes distúrbios no sol puxam o campo magnético da Terra. Distúrbios violentos, como grandes tempestades geomagnéticas, não são incomuns e as repercussões desses eventos podem se estender além do sol por todo o nosso sistema solar. E para nós aqui na Terra, geralmente vemos isso manifestado como auroras.
Esses fortes distúrbios puxam o campo magnético do nosso planeta, semelhante a um elástico. À medida que o campo volta, há um recuo que causa ondulações ondulantes – chamadas ondas de Alfvén – que ocorrem a cerca de 80.000 milhas acima do solo. As ondas aceleram à medida que se aproximam da Terra, graças à atração magnética do planeta. Ocasionalmente, os elétrons recebem um impulso nessas ondas de Alfvén, atingindo velocidades tão rápidas quanto 45 milhões de milhas por hora enquanto se movem pelo espaço.
George Howes, professor associado de física e astronomia da Universidade de Iowa, disse: “Foi meio que teorizado que é aí que a troca de energia está ocorrendo. Mas ninguém jamais apresentou uma demonstração definitiva de que as ondas de Alfvén realmente aceleram esses elétrons sob as condições apropriadas que você tem no espaço acima da aurora."
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“Pense em surfar", disse Jim Schroeder, professor assistente de física do Wheaton College e autor principal do artigo, afirmou: “Para surfar, você precisa remar na velocidade certa para que uma onda do mar o pegue e o acelere, e descobrimos que os elétrons estavam surfando. Se eles estivessem se movendo com a velocidade certa em relação à onda, eles seriam apanhados e acelerados.”
À medida que esses elétrons eventualmente atingem a fina atmosfera superior da Terra, eles colidem com as moléculas de oxigênio e nitrogênio. Isso os envia para um estado excitado, mas à medida que se acalmam, liberam luz – também conhecida como aurora.
Austin Montelius/College of Liberal Arts and Sciences, University of Iowa
“Ninguém havia medido isso antes entre elétrons e ondas de Alfvén”, disse Schroeder. Os cientistas ficaram entusiasmados por finalmente serem capazes de realizar um experimento que pudesse testar adequadamente seu palpite sobre as ondas de Alfvén acelerando os elétrons.
Normalmente, esse experimento precisaria ser realizado em um ambiente o mais próximo possível do real; por razões óbvias, no entanto, é impossível para os cientistas testar coisas novamente no espaço, controlar eventos solares ou explicar outros fatores em nosso sistema solar. Em vez disso, os pesquisadores usaram o Large Plasma Device no Basic Plasma Science Facility, localizado na Universidade da Califórnia, em Los Angeles, para recriar a interação.
Os pesquisadores acreditam que as descobertas provavelmente criarão uma compreensão mais ampla de como as partículas são energizadas e de como esses eventos solares afetam a Terra e a área ao seu redor (incluindo nossos muitos satélites).
via NPR