Aurora polar
Aurora polar, Aurora boreal, ou também conhecida como luzes do norte ou luzes do sul, é um fenômeno luminoso natural no céu da Terra, observado principalmente em regiões de alta latitude. As auroras exibem padrões dinâmicos de luzes brilhantes que aparecem como cortinas, raios, espirais ou cintilações que cobrem todo o céu.
A aurora aparece tipicamente tanto como um brilho difuso quanto como uma cortina estendida em sentido horizontal. Algumas vezes são formados arcos que podem mudar de forma constantemente. Cada cortina consiste de vários raios paralelos e alinhados na direção das linhas do campo magnético, sugerindo que o fenômeno no nosso planeta está alinhado com o campo magnético terrestre. Da mesma forma a junção de diversos fatores pode levar à formação de linhas aurorais de tonalidades de cor específicas.[carece de fontes?]
Aurora polar terrestre
A aurora polar terrestre é causada por elétrons de energia de 1 a 15 keV, além de prótons e partículas alfa, sendo que a luz é produzida quando eles colidem com átomos da atmosfera do planeta, predominantemente oxigênio e nitrogênio, tipicamente em altitudes entre 80 e 150 km. Cada colisão emite parte da energia da partícula para o átomo que é atingido, um processo de ionização, dissociação e excitação de partículas. Quando ocorre ionização, elétrons são ejetados, os quais carregam energia e criam um efeito dominó de ionização em outros átomos. A excitação resulta em emissão, levando o átomo a estados instáveis, sendo que estes emitem luz em frequências específicas enquanto se estabilizam. Enquanto a estabilização do oxigênio leva até um segundo para acontecer, o nitrogênio estabiliza-se e emite luz instantaneamente. Tal processo, que é essencial para a formação da ionosfera terrestre, é comparável ao de uma tela de televisão, no qual elétrons atingem uma superfície de fósforo, alterando o nível de energia das moléculas e resultando na emissão de luz.
Aurora artificial
As auroras também podem ser formadas através de explosões nucleares em altas camadas da atmosfera (em torno de 400 km). Tal fenômeno foi demonstrado pela aurora artificial criada pelo teste nuclear estadunidense Starfish Prime em 9 de julho de 1962. Nessa ocasião o céu da região do Oceano Pacífico foi iluminado pela aurora por mais de sete minutos. Tal efeito foi previsto pelo cientista Nicholas Christofilos, que havia trabalhado em outros projetos sobre explosões nucleares. De acordo com o veterano estadunidense Cecil R. Coale, alguns hotéis no Havaí ofereceram festas da bomba de arco-íris em seus telhados para acompanhar o Starfish Prime, contradizendo relatórios oficiais que indicavam que a aurora artificial era inesperada. O fenômeno também foi registrado em filme nas Ilhas Samoa, em torno de 3 200 km distante da ilha Johnston, local da explosão.
Aurora em outros planetas
Tanto Júpiter quanto Saturno também possuem campos magnéticos muito mais fortes que os terráqueos (Urano, Neptuno e Mercúrio também são magnéticos) e ambos possuem grandes cintos de radiação. O efeito da aurora polar vem sendo observado em ambos, mais claramente com o telescópio Hubble. Tais auroras parecem ser originadas do vento solar. Por outro lado, as luas de Júpiter, em especial Io, também são fontes poderosas de auroras. Elas são formadas a partir de correntes elétricas pelo campo magnético, geradas pelo mecanismo de dínamo relativo ao movimento entre a rotação do planeta e a translação de sua lua. Particularmente, Io possui vulcões ativos e ionosfera, e suas correntes geram emissão de rádio, que vêm sendo estudadas desde 1955.
As auroras boreais vêm sendo estudadas cientificamente desde o século XVII. Em 1621, o astrônomo francês Pierre Gassendi descreveu o fenômeno observado no sul da França. No mesmo ano, o astrônomo italiano Galileu Galilei começou a investigar o fenômeno como parte de um estudo sobre o movimento dos astros celestes. Como seu raio de estudo limitava-se à Europa, o fato de verificar o fenômeno no norte do continente levou-o a batizá-lo aurora boreal. No século XVIII o navegador inglês James Cook presenciou no Oceano Índico o mesmo fenômeno de Galileu, batizando-o aurora austral. A partir de então ficou claro que o efeito não era exclusivo do hemisfério norte terrestre, criando-se a denominação aurora polar. Na mesma época, o astrônomo britânico Edmond Halley suspeitou que o campo magnético terrestre estivesse relacionado com a formação de auroras boreais. Em 1741, Olof Hiorter e Anders Celsius foram os primeiros a noticiar evidências do controle magnético quando existiam observações de auroras.
Sons da aurora
Através da história as pessoas vêm escrevendo e falando sobre sons associados às imagens da aurora. O explorador dinamarquês Knud Rasmussen mencionou tal efeito em 1932 enquanto descrevia tradições folclóricas dos esquimós da Gronelândia. Os mesmos sons no mesmo contexto são mencionados pelo antropólogo canadense Ernest Hawkes em 1916. Públio Cornélio Tácito, um historiador da Roma antiga, escreveu em sua obra Germânia que os habitantes da Germânia aclamavam escutá-los da mesma maneira. Atualmente várias pessoas continuam reportando tais sons, ainda que suas gravações nunca tenham sido publicadas, e que existam problemas científicos com a ideia de sons originados de auroras serem ouvidos. A energia das auroras e outros fatores tornam improváveis que sons atinjam o solo, e a coincidência dos sons com as mudanças visíveis da aurora entram em conflito com o tempo de propagação necessário para que o som possa ser ouvido. Algumas pessoas especulam que fenômenos eletrostáticos induzidos por auroras possam explicar os sons.
Aurora no folclore
Em Mitologia de Bulfinch (1855) por Thomas Bulfinch existe uma citação da mitologia nórdica: Apesar de uma descrição marcante, não há citações na literatura escandinava que apoiem tal afirmação. Embora a atividade auroral seja comum na região na qual situam-se a Escandinávia e a Islândia, é possível que o polo norte magnético estivesse consideravelmente mais longe dessa região nos séculos anteriores à documentação da mitologia, assim explicando a falta de referências. A primeira citação na mitologia nórdica de norðurljós é encontrada na crônica Konungs Skuggsjá (1250). Seu autor havia ouvido falar sobre o fenômeno de compatriotas retornando da Groelândia, e fornece três explicações: que o oceano estava rodeado de fogos vastos, que os raios solares podiam atingir o "lado noturno" do mundo ou que as geleiras podiam armazenar energia de forma a tornarem-se eventualmente fluorescentes.
Aurora na mídia
As auroras já foram bastante referenciadas no cinema, como no filme animado Happy Feet, que se passa na Antártica e apresenta uma aurora austral. Já uma aurora boreal causou uma anomalia temporária no filme de 2000 Frequency, com Dennis Quaid. Como resultado, um filho conseguiu comunicar-se com seu pai por rádio amador trinta anos no passado e alterou a curso da história. No primeiro livro da trilogia His Dark Materials, a Aurora Boreal permite ver um outro mundo através dela. Na música e na poesia o fenômeno também desperta atenção. O poeta estadunidense Wallace Stevens nomeou "The Auroras of Autumn" (que significa "As Auroras de Outono" em inglês) um de seus longos poemas e a coleção de poemas de 1950 no qual ele apareceu. As luzes do norte são mencionadas na canção "Amber Waves" da cantora e compositora estado-unidense Tori Amos; também são o tema da canção de 1978 de mesmo nome da banda de folk rock Renaissance. O músico Neil Young refere-se à aurora boreal em sua canção "Pocahontas", retirada do álbum Rust Never Sleeps. As bandas finlandesas The Rasmus e Kiuas também mencionam o fenômeno nas canções "Still Standing" e "Warrior Soul", retirada do álbum de 2003 Dead Letters. A banda Foo Fighters tem uma música chamada "Aurora" no seu disco There Is Nothing Left To Lose. O álbum Vespertine, da cantora islandesa Björk, traz uma faixa intitulada "Aurora", na qual Björk personifica este fenômeno natural como uma deidade feminina.
