Equinócio começa hoje e traz mais auroras boreais. Por que isso acontece?

Nesta segunda-feira (20) às 18h24 do horário de Brasília, começa o Equinócio de outono no hemisfério Sul (e o de primavera no hemisfério Norte). E, com a chegada deste período, as expectativas de observarmos maior quantidade de auroras boreais aumentam. É que observadores relatam que, nessa época do ano, mais luzes coloridas no céu são vistas no polo norte do planeta — e a ciência tem algumas explicações para isso.

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Os Equinócios são conhecidos há algum tempo como as épocas em que as auroras aparecem com mais frequência e intensidade. Neste ano, pode ser que vejamos ainda mais, devido às recentes atividades solares que vêm trazendo muitas ejeções de massa coronal.

Embora o fato seja conhecido e a física por trás das auroras seja relativamente simples, os astrônomos ainda não concordam com as explicações sobre o aumento destes eventos durante os equinócios. E para entender isso melhor, precisamos primeiro lembrar como se forma a aurora boreal.

Como surge uma aurora boreal?

Auroras são produzidas pelo bombardeio de partículas na atmosfera do planeta. Essas partículas são íons, já que suas origens são o plasma, o estado da matéria em que elétrons são arrancados dos núcleos atômicos, resultando em partículas de carga positiva (prótons) e negativas (elétrons).

Devido à carga elétrica das partículas — arremessadas em direção ao espaço durante um evento de ejeção de massa coronal, por exemplo —, o campo magnético da Terra as conduz para afastá-las da atmosfera inferior. Esse campo magnético possui “buracos” nos polos Norte e Sul, onde parte das partículas consegue entrar e interagir com a nossa atmosfera superior.

O processo responsável é chamado de subtempestade magnetosférica e gera auroras na zona auroral, que é um raio de até 2500 km a partir do polo Norte onde a aurora é mais intensa. Subtempestades são bastante comuns, embora exijam que o campo magnético do vento solar esteja orientado no sentido oposto ao campo magnético da Terra. Quando o Sol está em suas atividades máximas de seus ciclos de 11 anos, isso ocorre com mais frequência, de modo mais intenso.

Tem mais auroras nos Equinócios?

Sim. Conforme mostra o gráfico acima, as subtempestades ocorrem com mais frequência nos equinócios, com o outono do Sul (ou primavera, no Norte) recebendo uma taxa ligeiramente mais alta que a primavera (quando é outono no Norte). A força das subtempestades segue um padrão diferente.

Não há um consenso sobre o motivo, mas uma das hipóteses mais conhecidas foi proposta em 1973 pelos os geofísicos Christopher Russell e Robert McPherron — e posteriormente recebeu o nome de efeito Russell-McPherron. Eles argumentaram que o fenômeno ocorre devido ao alinhamento entre os polos magnéticos do planeta e o Sol.

Além do efeito de orientação do campo magnético dos ventos solares descrito anteriormente, há o chamado “efeito equinocial”. Nos equinócios, os dois polos magnetizados da Terra estão em ângulo reto com o fluxo do vento solar duas vezes por dia. Isso resulta na condução do vento solar mais forte em direção aos polos da Terra. À medida que as estações mudam, o dipolo se inclina em direção ao Sol ou se afasta dele, reduzindo a força das interações e, portanto, a força da subtempestade.

Há ainda outros fatores em jogo, no que diz respeito aos relatos de auroras, como o tempo climático. Nas semanas próximas ao equinócio de setembro, por exemplo, anoitece cada vez mais cedo na Zona Auroral e há menos nuvens no céu. Isso facilita a visualização das auroras.

As sombras no Equinócio

Há outras curiosidades durante o Equinócio, como as sombras. Durante essas épocas, podemos criar um relógio de Sol e conferir como a ponta da sombra seguirá um caminho reto, direto de oeste para leste. Isso ocorre somente no dia de Equinócio.

Você pode criar seu relógio de Sol em qualquer lugar do planeta, exceto nos polos Norte e Sul. Claro, será necessário um dia ensolarado e um céu aberto, além de um local nivelado. É interessante também registrar com fotos ou, se possível, com vídeo em time lapse.

À medida que a sombra se move, você pode marcar o local onde a ponta da sombra está posicionada, usando giz, pedras, moedas, ou qualquer outro objeto pequeno e com peso suficiente para não voar com o vento. No final do dia, perceberá que essas marcações formam uma linha reta.

Confira no vídeo abaixo como você pode fazer isso em casa. Repita o mesmo experimento em qualquer outra época do ano e perceberá que a linha traçada pela ponta da sombra será uma hipérbole.

Quanto tempo dura o dia de Equinócio?

Em alguns lugares do mundo, os dias duram mais durante os Equinócios. No geral, são cerca de 12 horas de luz do dia e 12 horas de céu escuro da noite, mas a maioria das regiões do planeta recebem um pouco mais de luz neste dia do ano.

No Equinócio, o centro do disco solar é visível exatamente durante 12 horas — e a palavra “centro” é crucial aqui. O dia começa quando uma extremidade da circunferência do Sol está visível, e isso ocorre um tempo antes de o centro do Sol aparecer acima do horizonte.

O mesmo vale para o anoitecer: o dia só acaba oficialmente quando o Sol desaparece por completo no horizonte. Durante o ano, isso faz com que o dia não tenha exatamente 12 horas.

Além disso, a refração da luz pela atmosfera da Terra faz com que a luz solar ilumine o planeta exibindo um “topo” do Sol mesmo depois de ele se pôr. Este efeito, que também ocorre ao amanhecer, adiciona 6 minutos à duração do dia.

Durante o equinócio, o dia ainda não terá exatamente 12 horas, mas próximo dessa data isso pode acontecer — ou pelo menos ficar bem próximo de ocorrer. Esses dias em que a duração do dia e da noite são iguais são chamados de equilux, mas a data em que isso acontece depende da latitude de cada região.

Se estivermos 5 graus ao norte do equador, veremos que o equilux ocorre em 24 de fevereiro, enquanto a 50 graus ao norte ocorre em 17 de março. A 5 graus ao sul do equador, o dia e a noite têm quase a mesma duração em 14 de abril, enquanto a 60 graus isso ocorre só em 22 de março.

Fonte: The Aurora Zone, New Scientist