Existe aurora boreal em outros planetas?

Você já deve ter visto imagens e vídeos das auroras, fenômenos luminosos que preenchem o céu de algumas regiões no planeta com formas coloridas e brilhantes. Isso é resultado de interações ocorridas entre o campo magnético da Terra e partículas carregadas emitidas pelo Sol — e, caso você esteja se perguntando se esse fenômeno é exclusivo do nosso pálido ponto azul, já adiantamos que não, pois também existem auroras em outros planetas.

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• O atual ciclo solar está deixando as auroras boreais mais intensas
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O que é aurora boreal

Os primeiros registros das auroras boreais foram encontrados em pinturas feitas há aproximadamente 30.000 anos, localizadas em uma caverna na França. Já o nome “aurora boreal” foi cunhado pelo astrônomo Galileu Galilei em 1619, inspirado nas mitologias romana e grega — ou, mais especificamente, em Aurora, a deusa romana do amanhecer, e em Bóreas, o deus grego dos ventos do norte que traziam o inverno.

As primeiras teorias para explicar essas luzes coloridas no céu surgiram somente no início do século XX, quando o cientista norueguês Kristian Birkeland sugeriu que os elétrons liberados pelas manchas solares atingiam o campo magnético da Terra e, assim, produziam as luzes. Pois é, ele acertou, já que sabemos hoje que as auroras são a etapa final de um processo que começa no Sol, que está constantemente liberando o vento solar, formado por um fluxo de partículas carregadas que viajam até os limites do Sistema Solar.

Quando essas partículas chegam aqui, elas interagem com o campo magnético terrestre, cujas linhas vão do polo sul, passam pelo núcleo e chegam ao polo norte. As linhas do campo se curvam para fora dos polos e se estendem para bem além da atmosfera, formando uma bolha protetora magnética chamada “magnetosfera”, que nos protege de partículas carregadas do espaço — mas pode acontecer de partículas entraram nessa região, sendo aceleradas pelas linhas e seguindo até as regiões polares. Com isso, elas chegam à atmosfera e colidem com átomos e moléculas, liberando energia na forma de luz.

A intensidade das auroras é profundamente ligada à atividade do Sol — ou seja, quando tempestades intensas bombardeiam a Terra com grandes quantidades de energia, as auroras ficam mais brilhantes e frequentes. E, apesar de ser usado popularmente como referência ao fenômeno, o nome “aurora boreal” indica, na verdade, a ocorrência dessas luzes apenas no hemisfério Norte da Terra, enquanto as do hemisfério Sul são chamadas “auroras austrais”, Elas são fisicamente iguais às boreais, com formas que lembram a de uma cortina colorida e luminosa.

Geralmente, as auroras austrais ocorrem com mais força em uma região oval no polo magnético sul. Os cientistas consideram que ambas acontecem ao mesmo tempo, mas pode acontecer de uma começar antes da outra. Já as cores brilhantes das auroras dependem da composição da atmosfera terrestre. “Cada tipo de átomo ou molécula, seja o hidrogênio atômico ou uma molécula como o dióxido de carbono, absorve e libera cores únicas, análogas a como cada ser humano tem impressões digitais únicas”, explica o astrônomo Billy Teets.

É assim que surgem algumas cores dominantes do fenômeno, como o vermelho, vindo das moléculas de nitrogênio, e o verde, causado pelas moléculas de oxigênio. A altitude também pode variar: geralmente, elas ocorrem de 100 a 300 km de altitude, a mais comum para as auroras verdes com o vermelho na parte superior, mas podem chegar a até 500 km. Por outro lado, as auroras de cor roxa acontecem em altitudes de aproximadamente 80 km, porque precisam de partículas bastante energéticas, que percorrem um caminho mais longo na atmosfera.

Mesmo com os vários avanços na heliofísica e ciência atmosférica, ainda há muito a descobrir sobre as auroras — por exemplo, até então os cientistas não sabiam exatamente como as partículas energéticas do vento solar eram aceleradas a velocidades altíssimas que chegam a mais de 70 milhões de km/h. Foi somente em junho de 2021 que um estudo foi publicado explicando o que pode acelerá-las tanto assim: talvez a aceração seja causada por ondas eletromagnéticas poderosas, chamadas "Ondas de Alfvén", que ocorrem durante tempestades geomagnéticas.

Existe aurora boreal em outros planetas? 

Como a “receita” para as auroras pede, basicamente, uma atmosfera e um campo magnético, isso significa que o fenômeno também pode ser observado em outros planetas. Para estudar auroras de outros mundos, os astrofísicos trabalham com medidas coletadas por sondas e imagens de telescópios para saber mais sobre a radiação eletromagnética vinda dos planetas, porque algumas emissões em comprimentos de onda específicos podem sinalizar a ocorrência delas. Por isso, já sabemos que alguns dos nossos vizinhos mais próximos têm auroras, mas outros não.

Mercúrio, por exemplo, tem uma magnetosfera fraca, mas dinâmica; contudo, o planeta está tão pertinho do Sol e é tão pequeno que não consegue reter uma atmosfera. Então, como não há uma atmosfera cheia de moléculas por lá para interagir com o vento solar, o planeta não tem auroras. Mas “surpreendentemente, as auroras já foram descobertas em Vênus e Marte, planetas com campos magnéticos bem fracos, comentou Jeff Regester, professor de física e astronomia na High Point University.

Enquanto Vênus conta apenas com uma fina magnetosfera, induzida por sua ionosfera, Marte perdeu o seu campo magnético e tem apenas alguns pequenos “bolsões” desse campo — e, embora nenhum desses planetas tenha um campo magnético vasto, ambos têm atmosfera. Assim, conforme o vento solar interage com a ionosfera de Vênus, surge um campo magnético induzido que cria auroras. Esse campo se estende para longe do Sol e forma uma “cauda”, que redireciona as partículas para a atmosfera do planeta.

No caso de Marte, tudo acontece nos bolsões: quando o vento solar interage com a fina atmosfera do Planeta Vermelho, auroras são geradas nessas regiões e se estendem por todo o planeta. Se um astronauta pudesse observá-las da superfície, provavelmente veria luzes azuladas e de brilho fraco, não necessariamente próximas dos polos. Já os gigantes gasosos têm campos magnéticos fortes, atmosferas densas e, como resultado, auroras próprias que são um pouco diferentes daquelas que acontecem por aqui.

Agora, considere Júpiter, planeta com uma das maiores magnetosferas do Sistema Solar: os vulcões da lua Io expelem grande quantidade de dióxido de enxofre, que vai para a órbita de Júpiter, e o gás forma um "cinturão" de plasma que não acompanha a rotação do planeta e é puxado por correntes elétricas. Quando essas correntes chegam à atmosfera joviana, elas formam auroras brilhantes e poderosas o suficiente para liberar centenas gigawatts de energia. Para comparação, considere os reatores nucleares, que produzem 1 gigawatt de energia.

Já Saturno, planeta gasoso que também tem uma enorme magnetosfera, tem auroras curiosas: as de lá acontecem principalmente na luz ultravioleta e infravermelha e, se pudéssemos observá-las a olho nu, veríamos algo que parece o oposto do que ocorre na Terra. É que, enquanto o espectro de auroras no nosso planeta costuma mostrar o verde na parte inferior e vermelho na parte superior, as de Saturno são vermelhas embaixo e roxas em cima. Isso acontece porque as partículas solares interagem com hidrogênio lá.

Por fim, ficamos com Urano e Netuno, planetas gelados e distantes que também têm auroras: as do primeiro são parecidas com a da Terra e, devido à inclinação do eixo magnético, elas ocorrem em ângulos diferentes. Já as de Netuno também são similares às da Terra, sendo que a maior diferença é que os anéis do planeta dispersam as partículas do Sol, de modo que há menos delas para criar as luzes. E, caso você esteja se perguntando sobre a ocorrência de auroras em planetas que orbitam outras estrelas, saiba que grande parte deles é escuro demais para verificarmos a ocorrência do fenômeno por lá.

No entanto, isso não significa que a possibilidade seja nula. No ano passado, astrônomos anunciaram a descoberta do que parece ser exoplaneta que orbita uma pequena anã vermelha — e o mais interessante é que a descoberta aconteceu com ondas de rádio emitidas das auroras deste mundo distante. Os autores do estudo foram cautelosos com a descoberta e ainda precisam confirmar que se trata de um exoplaneta para mostrar que o método funciona, mas este foi um grande passo e pode abrir o caminho para a descoberta de novos exoplanetas na órbita de anãs vermelhas.

Fonte: The Conversation, Space.com, Universe Today, Forbes, Astronomy, Aurora Rekjavik