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O que é o belo “resplendor atmosférico” avistado pelos caçadores de auroras boreais?

Astrônomos amadores informaram sobre um resplendor esverdeado no céu britânico

Imagem feita por um astronauta a bordo da Estação Espacial Internacional. A faixa de cor verde sobre o horizonte é o resplendor atmosférico.

Astrônomos amadores e caçadores de auroras boreais informaram a mesma coisa sobre a observação de um resplendor esverdeado no céu britânico. Fácil de confundir com a aurora boreal, trata-se de outro fenômeno conhecido como “resplendor atmosférico”.

O resplendor atmosférico é o “brilho” natural da atmosfera terrestre. Acontece constantemente em todo o planeta. Há três tipos: diurno, crepuscular e noturno. Todos eles se devem à interação da luz solar com as moléculas de nossa atmosfera, mas cada um se forma de uma maneira especial.

O resplendor atmosférico diurno ocorre quando a luz solar se choca durante o dia com a atmosfera. As moléculas da atmosfera absorvem parte dessa luz, o que lhes dá um excesso de energia. Elas se excitam. As moléculas então liberam essa energia em forma de luz, na mesma frequência (cor) que a luz que absorvem ou em uma frequência um pouco menor. Essa luz é muito mais fraca do que a solar, de modo que não podemos observá-la a olho nu.

O resplendor atmosférico crepuscular é essencialmente igual ao diurno, mas só a atmosfera superior é iluminada pelo sol

O resplendor atmosférico crepuscular é essencialmente igual ao diurno, mas apenas a atmosfera superior é iluminada pelo sol. O resto da atmosfera e o observador estão no escuro, de modo que, diferentemente do resplendor atmosférico diurno, o crepuscular pode ser visualizado de fato da terra a olho nu.

Quimioluminiscência

A química que produz o resplendor atmosférico noturno é diferente. Não há luz solar que brilhe na atmosfera noturna. O responsável pelo brilho na atmosfera é, realmente, um fenômeno denominado quimioluminiscência.

Durante o dia, a luz solar deposita energia na atmosfera, e parte dela é transferida para as moléculas de oxigênio (O2). Esta energia adicional faz com que as tais moléculas se decomponham em átomos. Isto ocorre especialmente por volta dos 100 quilômetros de altitude. No entanto, o oxigênio atômico não consegue se desfazer facilmente desse excesso de energia, de modo que age durante várias horas como “armazém” energético.

Finalmente, o oxigênio atômico consegue se “recombinar”, voltando a formar oxigênio molecular. O oxigênio molecular libera então energia, novamente na forma de luz. Produzem-se várias cores diferentes, inclusive uma emissão verde “brilhante”.

A química que o resplendor atmosférico noturno produz é diferente. Não há luz solar que brilhe na atmosfera noturna

Na verdade, o resplendor verde não é especialmente brilhante, simplesmente é a mais brilhante de todas as emissões de luminescência atmosférica noturna. A contaminação lumínica e os céus nublados impedem de vê-la. No entanto, com um pouco de sorte, é possível observar a olho nu ou captar em fotos de exposição prolongada.

Não confundir com a aurora boreal

A emissão de resplendor noturno verde é muito parecida com o famoso verde que vemos na aurora boreal. Não é estranho, já que é produzido pelas mesmas moléculas de oxigênio, mas são fenômenos que não se relacionam entre si.

As auroras boreais se formam quando partículas com carga elétrica, como os elétrons, bombardeiam a atmosfera terrestre. Estas partículas carregadas, que partem do sol e experimentam uma aceleração na magnetosfera terrestre, se chocam com os gases atmosféricos e transferem energia, obrigando os gases a emitir luz.

Mas não é só o modo de se originar que os diferencia. As auroras formam um anel (conhecido como oval auroral) em torno dos polos magnéticos, e o resplendor atmosférico é emitido por todo o céu noturno. As auroras são muito estruturadas (devido ao campo magnético da Terra), enquanto o resplendor atmosférico é, em geral, muito uniforme. O tamanho da aurora é influenciado pela força do vento solar, enquanto o resplendor acontece constantemente.

Por que então houve tantos avistamentos do Reino Unido recentemente, em vez de se observar de forma constante? O brilho do resplendor atmosférico está relacionado com o nível de luz ultravioleta (UV) emitido pelo sol, que varia com o tempo. A época do ano também parece influir na força do resplendor atmosférico.

O resplendor atmosférico diurno ocorre quando a luz solar se choca com a atmosfera durante o dia

Para maximizar as possibilidades de observar o resplendor atmosférico, o melhor é tirar uma foto de exposição prolongada de um céu noturno sem nuvens e escuro. O resplendor atmosférico pode ser observado em qualquer direção livre de contaminação lumínica, a cerca de 10o a 20o acima do horizonte.

Nathan Case é pesquisador chefe de Física Espacial e Planetária na Universidade de Lancaster

Declaração de conflito de interesses: Nathan Case recebe financiamento do Science and Technology Facilities Council. Também integra a equipe do AuroraWatch UK da Universidade de Lancaster, que informa sobre a possível visibilidade de auroras boreais no Reino Unido.

Este artigo foi publicado originalmente em inglês no site The Conversation.

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