As inspiradoras auroras vistas na Terra, conhecidas como Luzes do Norte e do Sul, têm sido uma fonte de fascínio há séculos. Entre 10 e 12 de maio de 2024, o evento de aurora mais poderoso em 21 anos nos lembrou da beleza estonteante desses shows de luzes celestiais.



Recentemente, físicos espaciais do Departamento de Ciências da Terra da Universidade de Hong Kong (HKU), incluindo o Professor Binzheng Zhang, o Professor Zhonghua Yao e o Dr. Junjie Chen, juntamente com os seus colaboradores internacionais, publicaram um artigo na Nature Astronomy que explora as leis fundamentais que regem as diversas auroras observadas em planetas, como a Terra, Júpiter e Saturno.

Este trabalho fornece novos insights sobre as interações entre os campos magnéticos planetários e o vento solar, atualizando a imagem clássica das magnetosferas planetárias gigantes. Suas descobertas podem melhorar a previsão do clima espacial, orientar futuras explorações planetárias e inspirar novos estudos comparativos de ambientes magnetosféricos.

Desvendando a diversidade das auroras planetárias

Terra, Saturno e Júpiter geram seu próprio campo magnético semelhante a um dipolo, resultando em uma geometria magnética em forma de dossel de funil que leva os elétrons energéticos do espaço a precipitarem-se em regiões polares e causarem emissões aurorais polares.

No entanto, os três planetas diferem em muitos aspectos, incluindo a sua força magnética, velocidade de rotação, condições do vento solar, atividades lunares, etc. Não está claro como estas diferentes condições estão relacionadas com as diferentes estruturas aurorais que têm sido observadas nesses planetas durante décadas.

Usando cálculos magnetohidrodinâmicos tridimensionais, que modelam a dinâmica acoplada de fluidos eletricamente condutores e campos eletromagnéticos, a equipe de pesquisa avaliou a importância relativa dessas condições no controle da principal morfologia auroral de um planeta.

Combinando as condições do vento solar e a rotação planetária, eles definiram um novo parâmetro que controla a estrutura auroral principal, que pela primeira vez explica bem as diferentes estruturas aurorais observadas na Terra, Saturno e Júpiter.

A interação dos ventos estelares com os campos magnéticos planetários é um processo fundamental no universo. A pesquisa pode ser aplicada para compreender os ambientes espaciais de Urano, Netuno e até mesmo de exoplanetas.

"Nosso estudo revelou a complexa interação entre o vento solar e a rotação planetária, proporcionando uma compreensão mais profunda das auroras em diferentes planetas. Essas descobertas não apenas aumentarão nosso conhecimento das auroras em nosso sistema solar, mas também se estenderão potencialmente ao estudo das auroras em sistemas exoplanetários", disse o professor Binzheng Zhang, investigador principal e primeiro autor do projeto.

“Aprendemos que as auroras da Terra e de Júpiter são diferentes desde 1979. É uma grande surpresa que possam ser explicadas por uma estrutura unificada”, acrescentou o professor Denis Grodent, chefe do instituto STAR da Universidade de Liège e co- autor do projeto.

Ao avançar a nossa compreensão fundamental de como os campos magnéticos planetários interagem com o vento solar para impulsionar as exibições aurorais, esta investigação tem importantes aplicações práticas para monitorizar, prever e explorar os ambientes magnéticos do sistema solar.

Este estudo também representa um marco significativo na compreensão dos padrões aurorais em planetas que aprofundam o nosso conhecimento de diversos ambientes espaciais planetários, abrindo caminho para pesquisas futuras sobre os hipnotizantes espetáculos de luz celestial que continuam a capturar a nossa imaginação.