A chuva de elétrons ricocheteando na magnetosfera da Terra, comumente conhecido como aurora boreal, foi observada diretamente pela primeira vez por uma equipe internacional de cientistas. Embora a causa dessas auroras coloridas tenha sido levantada há muito tempo, os pesquisadores nunca haviam observado diretamente o mecanismo subjacente até agora. Os resultados foram publicados em Natureza .

O espetáculo das Luzes do Norte é um espetáculo fantástico, amplamente considerado uma das grandes maravilhas naturais do mundo. Entre uma variedade de auroras, manchas aurorais pulsantes que aparecem ao amanhecer são comuns, mas os mecanismos físicos que impulsionam essa pulsação auroral nunca foram verificados por meio da observação.

Com um novo satélite com ferramentas de medição avançadas, pesquisadores já identificaram que esse fenômeno é causado pela interação difícil de detectar entre elétrons e ondas de plasma. Esta interação ocorre na magnetosfera da Terra, a região ao redor da Terra na qual o comportamento das partículas elétricas é geralmente governado pelo campo magnético do planeta.

"Subtempestades aurorais são causadas pela reconfiguração global na magnetosfera, que libera energia eólica solar armazenada, "escreve Satoshi Kasahara, professor associado da Universidade de Tóquio, no Japão, o autor principal do artigo. "Eles são caracterizados pelo brilho auroral do crepúsculo à meia-noite, seguido por movimentos violentos de arcos aurorais distintos que eventualmente se rompem, e emergir como difuso, manchas aurorais pulsantes ao amanhecer. "

A reconfiguração global muitas vezes leva a um tipo específico de onda de plasma, chamada ondas chorus, para fazer chover elétrons na atmosfera superior. Isso estabiliza o sistema, e emite uma luz colorida à medida que os elétrons caem. Contudo, os cientistas questionaram se as ondas de coro eram poderosas o suficiente para excitar elétrons a ponto de criar auroras.

"Pela primeira vez, observamos diretamente o espalhamento de elétrons por ondas de coro, gerando precipitação de partículas na atmosfera da Terra, "Kasahara diz." O fluxo de elétrons precipitante foi suficientemente intenso para gerar aurora pulsante. "

Os cientistas não podiam ver essa evidência direta de espalhamento de elétrons antes porque os sensores de elétrons típicos não conseguem distinguir os elétrons em precipitação de outros. Kasahara e sua equipe projetaram um sensor de elétrons especializado que detectava as interações precisas dos elétrons aurorais impulsionados por ondas de coro. O sensor estava a bordo do satélite de Exploração de Energização e Radiação no Geoespaço (ERG), também conhecida como nave espacial Arase, lançado pela Agência de Exploração Aeroespacial do Japão.

Os cientistas planejam prosseguir com essa linha de pesquisa. "Ao analisar os dados coletados pela espaçonave ERG de forma mais abrangente, iremos revelar a variabilidade e mais detalhes da física do plasma e fenômenos atmosféricos resultantes, como auroras, "Kasahara diz.