Uma equipa liderada por Sheng Tian, da Universidade de Hong Kong em parceria com a Universidade da Califórnia, identificou o mecanismo que mantém ativo o processo de formação das auroras boreal e austral. O grupo demonstrou que as ondas de Alfvén operam como uma “bateria espacial”, armazenando e transferindo energia para os campos elétricos que aceleram partículas rumo à atmosfera da Terra.
Como o fenómeno foi identificado
As auroras resultam da colisão de partículas energéticas vindas do espaço com átomos e moléculas da alta atmosfera. Embora essa interação já fosse conhecida, permanecia em aberto o motivo pelo qual os campos elétricos responsáveis pela aceleração dessas partículas não se dissipavam rapidamente.
Para esclarecer a questão, os investigadores analisaram dados de satélites que monitorizam o ambiente de plasma ao redor do planeta. As medições mostraram que as ondas de Alfvén — oscilações de baixa frequência descritas em 1942 pelo físico Hannes Alfvén — viajam ao longo das linhas do campo magnético terrestre transportando energia eletromagnética. Segundo o estudo, essa energia é constantemente transferida para a região de aceleração auroral, alimentando os campos elétricos e permitindo que o processo se mantenha ativo.
Os cientistas compararam o efeito a uma bateria recarregável: enquanto as ondas persistirem, os campos elétricos conservarão a intensidade necessária para impulsionar iões e eletrões. Quando essas partículas entram na atmosfera, produzem a luminosidade característica das auroras.
Energia contínua no espaço próximo à Terra
O investigador principal explicou que, sem um mecanismo de reposição, os campos elétricos enfraqueceriam em poucos segundos. As ondas de Alfvén resolvem esse problema ao fornecer um fluxo de energia praticamente ininterrupto, funcionando como um acelerador natural de partículas.
A equipa verificou também que o fenómeno ocorre em várias regiões da magnetosfera, não apenas na zona de auroras. Esse comportamento sugere que a “bateria” é um elemento estrutural do ambiente espacial próximo ao planeta e não um evento esporádico.
Imagem: Tecnologia & Inovação 39
Possível aplicação a outros planetas
Além de responder a uma questão pendente sobre a física da Terra, os autores afirmam que o modelo pode ser estendido a Júpiter, Saturno e outras configurações planetárias com campos magnéticos fortes e atmosferas passíveis de emitir luz. “A mesma lógica energética deve aplicar-se a qualquer corpo que apresente plasma magnetizado e atmosfera”, declarou o professor Zhonghua Yao, co-autor do trabalho.
Observações de auroras em Júpiter já apontavam para processos de aceleração de partículas, mas ainda sem consenso sobre a fonte de energia. O novo resultado oferece um quadro teórico que poderá orientar medições futuras realizadas por sondas em órbita desses planetas.
Próximos passos da investigação
O grupo planeia analisar dados adicionais de missões espaciais para caracterizar em detalhe a intensidade e a frequência das ondas de Alfvén em diferentes latitudes. Outra meta é quantificar o balanço energético total da “bateria” a fim de comparar o contributo das ondas com outras fontes possíveis, como choques interplanetários e reconexão magnética.
Os autores sublinham que o trabalho reforça o caráter dinâmico do conhecimento científico, evidenciando que explicações consideradas completas podem ser revistas à luz de novas medições.
