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Uma imagem conceitual ilustrando as diferentes auroras entre a Terra e Júpiter. Crédito: Professor Zhonghua Yao, The University of Hong Kong
Um estudo recente revela novos insights sobre auroras na Terra, Júpitere Saturnodestacando o papel dos campos magnéticos e dos ventos solares na formação desses fenômenos, com implicações significativas para a previsão do clima espacial e a exploração planetária.
As auroras de tirar o fôlego, comumente conhecidas como Luzes do Norte e do Sul, cativam a imaginação humana há séculos. De 10 a 12 de maio de 2024, o evento de aurora mais poderoso em 21 anos exibiu a beleza extraordinária dessas exibições 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 em Astronomia da Natureza que explora as leis fundamentais que governam as diversas auroras observadas em planetas, como a Terra, Júpiter e Saturno. Este trabalho fornece novos insights sobre as interações entre campos magnéticos planetários e vento solar, atualizando o quadro clássico de magnetosferas planetárias gigantes. Suas descobertas podem melhorar a previsão do tempo espacial, orientar futuras explorações planetárias e inspirar mais estudos comparativos de ambientes magnetosféricos.
Desvendando a diversidade das auroras planetárias
Terra, Saturno e Júpiter geram seus próprios campos magnéticos semelhantes a dipolos, resultando em uma geometria magnética em forma de funil que leva os elétrons energéticos do espaço a precipitar em regiões polares e causar emissões aurorais polares. Por outro lado, os três planetas diferem em muitos aspectos, incluindo sua força magnética, velocidade de rotação, condição do vento solar, atividades lunares, etc. Não está claro como essas diferentes condições estão relacionadas às diferentes estruturas aurorais que foram observadas nesses planetas por 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 condições de vento solar e rotação planetária, eles definiram um novo parâmetro que controla a principal estrutura auroral, 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, Netunoe até mesmo exoplanetas.
“Nosso estudo revelou a complexa interação entre o vento solar e a rotação planetária, fornecendo uma compreensão mais profunda das auroras em diferentes planetas. Essas descobertas não apenas aumentarão nosso conhecimento das auroras em nosso sistema solar, mas também potencialmente se estenderão ao estudo das auroras em sistemas exoplanetários”, disse o professor Binzheng Zhang, pesquisador principal e primeiro autor do projeto.
“Aprendemos que as auroras na Terra e em Júpiter são diferentes desde 1979. É uma grande surpresa que elas possam ser explicadas por uma estrutura unificada”, acrescentou o professor Denis GRODENT, chefe do instituto STAR na Universidade de Liège e coautor do projeto.
Ao avançar nossa compreensão fundamental de como os campos magnéticos planetários interagem com o vento solar para impulsionar as exibições aurorais, esta pesquisa tem aplicações práticas importantes para monitorar, prever e explorar os ambientes magnéticos do sistema solar.
Este estudo também representa um marco significativo na compreensão dos padrões aurorais em todos os planetas, o que aprofundou nosso conhecimento dos diversos ambientes espaciais planetários, abrindo caminho para pesquisas futuras sobre os fascinantes espetáculos de luzes celestiais que continuam a capturar nossa imaginação.
Referência: “Uma estrutura unificada para morfologias aurorais globais de diferentes planetas” por B. Zhang, Z. Yao, OJ Brambles, PA Delamere, W. Lotko, D. Grodent, B. Bonfond, J. Chen, KA Sorathia, VG Merkin e JG Lyon, 20 de maio de 2024, Astronomia da Natureza.
DOI: 10.1038/s41550-024-02270-3