Datado do primeiro século, cientistas, filósofos e repórteres notaram a ocorrência ocasional de "noites brilhantes, "quando um brilho inexplicável no céu noturno permite que os observadores vejam montanhas distantes, leia um jornal ou verifique o relógio.

Um novo estudo aceito para publicação em Cartas de pesquisa geofísica , um jornal da American Geophysical Union, usa dados de satélite para apresentar uma possível explicação para esses fenômenos históricos intrigantes.

Os autores sugerem que quando as ondas na atmosfera superior convergem em locais específicos da Terra, amplifica o airglow que ocorre naturalmente, uma luz fraca no céu noturno que freqüentemente parece verde devido às atividades de átomos de oxigênio na alta atmosfera. Normalmente, as pessoas não percebem o brilho aéreo, mas em noites claras pode se tornar visível a olho nu, produzindo o brilho inexplicável detalhado em observações históricas.

Alguns, caso existam, as pessoas observam mais noites claras devido à poluição luminosa generalizada, mas as novas descobertas mostram que eles podem ser detectados por cientistas e ainda podem ser notados em áreas remotas. O brilho do ar pode ser uma preocupação para os astrônomos, quem deve lidar com a luz extra enquanto faz observações com telescópios.

"Noites claras existem, e eles são parte da variabilidade do airglow que pode ser observado com instrumentos de satélite, "disse Gordon Shepherd, um aerônomo da York University em Toronto, Canadá, e principal autor do novo estudo.

Um mistério histórico

Relatos históricos de noites brilhantes remontam a séculos. Plínio, o Velho, descreveu noites claras, dizendo, “O fenômeno comumente chamado de 'sol noturno', ou seja, uma luz que emana do céu durante a noite, foi visto durante o consulado de C. Caecilius e Cn. Papirius (~ 113 AC), e muitas outras vezes, dando uma aparência de dia durante a noite. "

Jornais europeus e a literatura científica também publicaram observações sobre esses eventos em 1783, 1908 e 1916.

"O registro histórico é tão coerente, voltando ao longo dos séculos, as descrições são muito semelhantes, "Shepherd disse.

As observações modernas de noites brilhantes da Terra são praticamente inexistentes. Até mesmo pesquisadores dedicados ao brilho do ar, como Shepherd e seus colegas, nunca viram uma noite verdadeiramente brilhante com seus olhos. Mas mesmo antes do advento da iluminação artificial, noites brilhantes eram raras e altamente localizadas.

"As noites claras desapareceram, "Shepherd disse." Ninguém os vê, ninguém fala sobre eles ou os grava mais, mas eles ainda são um fenômeno interessante. "

Anomalias de Airglow

Shepherd conhecia as observações históricas e podia ver eventos noturnos brilhantes refletidos nos dados de airglow do Wind Imaging Interferometer (WINDII), um instrumento outrora transportado pelo Upper Atmosphere Research Satellite da NASA (1991-2005), mas ele não conseguia explicar por que os fenômenos ocorreram.

Ele e seu co-autor, Youngmin Cho, um associado de pesquisa na York University, procurou mecanismos que poderiam fazer com que o brilho do ar aumentasse para níveis visíveis em locais específicos.

Airglow vem de emissões de diferentes cores de luz de reações químicas nas partes superiores da atmosfera. A porção verde do airglow ocorre quando a luz do sol divide o oxigênio molecular em átomos de oxigênio individuais. Quando os átomos se recombinam, eles emitem o excesso de energia como fótons na parte verde do espectro de luz visível, dando ao céu um tom esverdeado.

Para encontrar fatores que causariam picos no brilho do ar e criar noites brilhantes, os pesquisadores pesquisaram dois anos de dados WINDII para perfis incomuns de airglow, eliminando meteoros e auroras, que têm suas próprias assinaturas distintas. Eles identificaram 11 eventos em que o WINDII detectou um aumento nos níveis de brilho aéreo que seriam visíveis ao olho humano, dois dos quais eles descrevem em detalhes no estudo.

Finalmente, os pesquisadores compararam os eventos com os altos e baixos das ondas zonais, grandes ondas na atmosfera superior que circundam o globo e são impactadas pelo clima. Quando os picos de certas ondas se alinham, eles produziram eventos noturnos brilhantes que podiam durar várias noites em um local específico. Esses eventos eram de quatro a dez vezes mais brilhantes do que o airglow normal e poderiam ser responsáveis ​​pelas noites brilhantes observadas ao longo da história.

"Este [estudo] é muito claro, nova abordagem ao velho enigma do que torna alguns céus noturnos tão incrivelmente brilhantes, e a resposta é a dinâmica atmosférica, "disse Jürgen Scheer, aerônomo no Instituto de Astronomía y Física del Espacio em Buenos Aires, que não estava conectado ao estudo. "Agora temos uma boa ideia de quais fenômenos dinâmicos estão por trás dos eventos [de brilho aéreo] de brilho extremo."

Observando uma noite clara

A partir de seus dados, os pesquisadores estimam que em um local específico, noites brilhantes visíveis ocorrem apenas uma vez por ano, e sua observação dependeria de um observador do céu olhando de um local remoto em um local claro, noite sem lua com olhos ajustados à escuridão. Shepherd estima que uma noite clara ocorre em algum lugar da Terra, em diferentes longitudes, em cerca de 7 por cento das noites.

Se um astrônomo quisesse experimentar uma noite brilhante pessoalmente, Shepherd suspeita que os cientistas poderiam prever sua ocorrência se monitorassem as ondas continuamente, para que eles pudessem calcular quando seus picos se alinhariam.

O próximo desafio será reproduzir a convergência observada dessas ondas por meio de modelagem e considerar os efeitos de outros tipos de ondas na atmosfera, Scheer disse.

"Talvez seja uma pergunta quase morta, "Shepherd disse." Vou dar a última palavra antes que morra. "