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As auroras – as luzes do norte e do sul – são sem dúvida as exibições celestes mais impressionantes da Terra. Quando você está no lugar certo na hora certa, o céu acima de você se torna uma tela dinâmica de cortinas brilhantes que mudam e brilham em tons vívidos.

Em uma noite típica, a cor dominante é o verde suave, mas nas condições certas você também poderá ver vermelhos, azuis, roxos, amarelos ou até rosas. Cada sombra conta uma história sobre as partículas e gases que a criam.

Para entender por que as auroras vêm em cores diferentes, é útil entender sua origem. O Sol emite continuamente um fluxo de partículas de alta energia – principalmente núcleos de hidrogénio e hélio despojados de eletrões – conhecido como vento solar. Embora a maior parte desta corrente seja desviada pela magnetosfera da Terra, uma parte é canalizada em direção aos pólos, onde colide com a atmosfera superior e prepara o terreno para o brilho auroral.

Por que as Auroras são principalmente verdes?

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O verde é a tonalidade auroral mais comum porque a visão humana é especialmente sensível a ele em condições de pouca luz. A luz vem do oxigênio atômico excitado, não do oxigênio que respiramos. Quando partículas de alta energia colidem com o oxigênio atmosférico, elas elevam seus elétrons a níveis de energia mais elevados. O átomo excitado então emite um fóton verde à medida que relaxa.

Ao contrário de gases como o sódio ou o néon, que regressam ao estado fundamental quase instantaneamente, o oxigénio atómico demora cerca de três quartos de segundo a desexcitar. Nas camadas mais densas e inferiores da atmosfera, as colisões com outras partículas podem extinguir este processo antes que o átomo tenha a oportunidade de brilhar, limitando a emissão verde a altitudes de cerca de 60 milhas e superiores.

Como se formam as Auroras Vermelhas

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As auroras vermelhas surgem acima e abaixo das familiares faixas verdes, cada uma com uma fonte distinta. Acima de 150 milhas, o oxigênio novamente impulsiona o brilho vermelho. Nessas altitudes mais elevadas, as colisões são mais raras, permitindo que os átomos excitados mantenham a sua energia por mais tempo. Após uma breve pausa, eles liberam um fóton vermelho antes de finalmente retornarem ao estado fundamental.

Abaixo das faixas verdes, a franja vermelha vem do nitrogênio molecular, produzindo um tom levemente vermelho-violeta. Este vermelho de baixa altitude é raro porque apenas as partículas solares mais energéticas podem penetrar abaixo de 60 milhas, onde o azoto domina.

Durante poderosas tempestades solares, explosões intensas de partículas – como ejeções de massa coronal – podem inflamar auroras vermelhas muito longe das regiões polares. Quando uma inundação de partículas de alta energia atinge o oxigénio a cerca de 320 quilómetros de altitude, o brilho resultante é suficientemente brilhante para ser visível numa vasta área.

Auroras azuis, roxas, rosa e amarelas

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Tons azuis ou roxos são produzidos pelo nitrogênio molecular ionizado, que brilha a cerca de 60 milhas durante períodos de forte atividade solar. Quando o azoto ionizado e o azoto neutro coexistem, as suas emissões podem misturar-se, criando cores que vão do magenta ao azul profundo.

Mais acima na atmosfera (acima de 180 milhas), o hidrogênio e o hélio podem emitir luz azul ou roxa fraca, embora isso só seja detectável sob céus excepcionalmente escuros e intensa entrada solar.

As auroras amarelas resultam de uma mistura da emissão verde de oxigénio e do brilho vermelho do azoto não ionizado. Esta combinação é incomum porque requer excitação de nitrogênio em baixa altitude e a presença de oxigênio em altitudes um pouco mais altas.

Cores da Aurora em outros planetas

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A Terra não é o único planeta que hospeda auroras. Todos os planetas com atmosfera, exceto Mercúrio, apresentam atividade auroral, embora a aparência varie. Vênus e Marte, sem campos magnéticos fortes, experimentam auroras onde quer que as partículas solares atinjam suas finas atmosferas.

Os gigantes gasosos emitem auroras ultravioleta, sendo as explosões de Júpiter intensas o suficiente para produzir raios X. As auroras de Saturno incluem luz visível que pareceria vermelha para um observador a bordo de uma nave espacial, enquanto Urano exibe auroras infravermelhas e o brilho de Netuno é observado em ondas de rádio.

Várias luas também exibem fenômenos aurorais. As luas galileanas de Júpiter mostram auroras visíveis dominadas pela luz vermelha do oxigênio, com Io adicionando emissão laranja de sódio. A lua de Netuno, Tritão, pode hospedar auroras, mas sua grande distância limita observações detalhadas.