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

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 10^o a 20^o 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.