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Fenômenos naturais

Como se formam as auroras

ConsolidadoFenômeno naturalNível: Intermediário4 min de leituraAtualizado em 28/10/2026

Em poucas palavras

O Sol emite um fluxo contínuo de partículas carregadas, o vento solar. O campo magnético da Terra desvia a maior parte delas, mas parte é guiada para as regiões polares, onde colide com átomos de oxigênio e nitrogênio da alta atmosfera. Esses átomos absorvem energia e a devolvem como luz, que forma as cortinas coloridas da aurora.

Status do conhecimento: Consolidado

Fato ou mecanismo bem estabelecido, confirmado por observação e experimento repetidos.

A origem das auroras em partículas do vento solar guiadas pelo campo magnético terrestre, que excitam átomos da alta atmosfera e os fazem emitir luz, é bem estabelecida. Como exatamente as partículas são aceleradas na magnetosfera ainda é pesquisado.

Aprofundamento científico

O vento solar e a magnetosfera

O Sol libera constantemente um gás ionizado, composto sobretudo de elétrons e prótons, que flui pelo espaço. A Terra tem um campo magnético que forma ao seu redor uma região chamada magnetosfera, a qual desvia a maior parte dessas partículas e protege a atmosfera. Isso é bem estabelecido.

Quando o vento solar fica mais intenso, por exemplo após ejeções de massa coronal, o campo magnético terrestre é perturbado e ocorre uma tempestade geomagnética. Nessas ocasiões, mais energia é transferida para a magnetosfera e as auroras ficam mais brilhantes e se estendem a latitudes mais baixas.

Partículas guiadas até os polos

Partículas carregadas não cruzam livremente as linhas do campo magnético; elas giram em espiral em torno delas. As linhas se concentram perto dos polos magnéticos, e por isso parte das partículas é conduzida para as regiões de latitude alta. É por isso que as auroras formam um anel ao redor de cada polo magnético, chamado de oval auroral.

Parte dos elétrons que chegam à atmosfera recebe energia adicional ao longo do caminho, na magnetosfera. Os mecanismos exatos dessa aceleração, que envolvem campos elétricos alinhados ao campo magnético e ondas de plasma, ainda estão em estudo. Aqui há uma lacuna real: sabemos que acontece, mas o detalhamento completo não está fechado.

De onde vem a luz e por que as cores variam

Ao colidir com átomos e moléculas da atmosfera, as partículas transferem energia a eles, que passam a um estado excitado. Quando voltam ao estado anterior, emitem luz de comprimentos de onda específicos, de modo semelhante ao que ocorre em uma lâmpada de gás. Isso é bem estabelecido.

O oxigênio atômico produz o verde, a cor mais comum, em altitudes em torno de cem quilômetros, e um vermelho em altitudes maiores. O nitrogênio contribui com tons azulados e arroxeados, em geral nas bordas inferiores das cortinas. A cor observada depende, portanto, do gás e da altitude em que ocorre a colisão, além da energia das partículas.

Ciclos solares e onde ver

A atividade solar varia em ciclos de cerca de onze anos, e a frequência de auroras acompanha esse ritmo, com mais eventos intensos perto do máximo. Auroras ocorrem também no hemisfério sul, onde são chamadas de aurora austral, em contraposição à aurora boreal, no norte.

No Brasil, auroras são raríssimas, pois o país está muito distante dos polos magnéticos. Elas só seriam visíveis em tempestades geomagnéticas excepcionais, e em geral são mais bem registradas por câmeras do que a olho nu.

Diagrama

Do Sol à cortina de luz
  1. Sol emite vento solarPartículas carregadas fluem para o espaço.
  2. Campo da Terra as guiaA magnetosfera desvia a maioria e conduz parte aos polos.
  3. Partículas aceleradasElétrons ganham energia na magnetosfera, por mecanismos ainda estudados.
  4. Colisão na atmosferaOxigênio e nitrogênio recebem energia a cerca de 100 km ou mais de altitude.
  5. Emissão de luzOs átomos devolvem a energia em cores específicas.

Esquema simplificado; a aceleração das partículas é a etapa menos compreendida.

Tabelas e comparações

Cores da aurora e sua origem
CorGás responsávelObservação
VerdeOxigênio atômicoCor mais comum; altitudes em torno de 100 km
VermelhaOxigênio atômicoEm altitudes maiores, onde o ar é mais rarefeito
Azul e violetaNitrogênioFrequentes nas bordas inferiores das cortinas

Exemplos do cotidiano

  • Turistas viajam a países como Noruega, Finlândia e Islândia para ver a aurora boreal em noites escuras e sem nuvens.
  • A aurora austral pode ser vista na Antártida e em partes da Tasmânia e do extremo sul da Nova Zelândia.
  • Uma lâmpada de neon brilha porque o gás é excitado por uma corrente elétrica, mecanismo parecido com o da luz da aurora.
  • Em tempestades geomagnéticas fortes, a aurora pode ser vista em latitudes onde normalmente não aparece.
  • Astronautas na Estação Espacial Internacional registram auroras vistas de cima, como faixas luminosas na borda da atmosfera.

Conceitos relacionados

Vento solar
Fluxo contínuo de partículas carregadas emitidas pela atmosfera externa do Sol.
Magnetosfera
Região ao redor da Terra dominada pelo campo magnético do planeta, que desvia grande parte do vento solar.
Oval auroral
Faixa em forma de anel ao redor de cada polo magnético onde as auroras ocorrem com mais frequência.
Excitação atômica
Estado em que um átomo recebe energia e depois a emite como luz, em cores características de cada elemento.
Tempestade geomagnética
Perturbação temporária do campo magnético terrestre provocada por variações intensas no vento solar.

Curiosidades

  • Auroras ocorrem em outros planetas com campo magnético e atmosfera, como Júpiter e Saturno, observadas por telescópios e sondas.
  • Tempestades geomagnéticas fortes podem afetar satélites, redes elétricas e comunicações por rádio.
  • Em 1859, uma tempestade geomagnética muito intensa, conhecida como evento de Carrington, produziu auroras visíveis em latitudes baixas.

Contexto histórico

Por séculos, as auroras foram interpretadas de formas diversas por diferentes culturas. A relação com o magnetismo foi percebida pela ciência a partir do século XVIII e XIX, ao se notar que o campo magnético oscilava durante as auroras.

No início do século XX, o norueguês Kristian Birkeland propôs que partículas vindas do Sol eram guiadas pelo campo da Terra até os polos. A ideia geral foi confirmada na era espacial, com medições feitas por satélites e sondas.

Em resumo

  • Auroras resultam da interação entre o vento solar e a atmosfera, mediada pelo campo magnético terrestre.
  • A luz vem de átomos de oxigênio e nitrogênio excitados por partículas em colisão.
  • A cor depende do gás e da altitude.
  • A aceleração das partículas na magnetosfera ainda é objeto de pesquisa.

Fontes

  • Aurora — NASA, Institucional
  • Space Weather Prediction Center — NOAA, Institucional
  • Aurora — Encyclopaedia Britannica, Enciclopédia
  • Introduction to Space Physics — Margaret G. Kivelson e Christopher T. Russell (orgs.), Cambridge University Press, 1995, Livro

Como escolhemos e revisamos fontes: critérios de fontes e revisão científica.

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