Uma colaboração histórica: cientistas e cidadãos unem esforços para mapear a aurora boreal na América do Norte

Observadas em toda a América do Norte, por vezes a latitudes surpreendentemente baixas, as brilhantes auroras boreais são prova da atividade solar no céu noturno.

auroras boreais; geomagnetismo
Durante mais de 12 horas, nos dias 10 e 11 de maio de 2024, a tempestade geomagnética extrema Gannon provocou brilhantes exibições aurorais no céu noturno em latitudes médias e baixas em todo o mundo.

Durante as auroras, não se verificam apenas os conhecidos espetáculos de luz visível: quando estas aparecem, a ionosfera da Terra está a sofrer um aumento da ionização e do conteúdo total de eletrões (TEC) devido à precipitação de eletrões e iões energéticos na ionosfera.

O evento auroral extremo ocorrido no início deste ano (10-11 de maio) foi devido à “supertempestade” geomagnética Gannon, assim designada em honra da investigadora Jennifer Gannon, que faleceu a 2 de maio. Durante a tempestade Gannon, tanto os investigadores do Observatório Haystack do MIT como os cientistas cidadãos de todos os Estados Unidos observaram os efeitos deste evento na ionosfera da Terra.

A importância da participação dos cidadãos na ciência

A ciência cidadã ou ciência comunitária envolve membros do público em geral que oferecem voluntariamente o seu tempo para contribuir, muitas vezes a um nível significativo, para investigações científicas, incluindo observações, recolha de dados, desenvolvimento de tecnologia e interpretação de resultados e análises. Os cientistas profissionais não são as únicas pessoas que realizam investigação.

O trabalho de colaboração dos cidadãos cientistas não só apoia resultados científicos mais sólidos, como também melhora a transparência do trabalho científico sobre questões importantes para toda a população e aumenta o envolvimento nas STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) de muitos grupos de pessoas que não são cientistas profissionais nestes domínios.

auroras boreais
A ciência cidadã contribui para a ciência profissional em vários aspetos.

A combinação de dados entre cientistas profissionais e cientistas cidadãos

O Observatório Haystack recolheu dados para este estudo a partir de uma densa rede de recetores GNSS (Sistema Global de Navegação por Satélite, incluindo sistemas como o GPS) em todos os Estados Unidos, que monitorizam as alterações nas variações da TEC ionosférica numa escala de tempo inferior a um minuto.

Neste estudo, John Foster e colegas mapearam os efeitos das auroras durante a tempestade Gannon em termos de alterações do TEC e trabalharam com cientistas cidadãos para confirmar a expansão do evento com observações de fotografias e vídeos.

Tanto as observações do TEC como a incorporação processual de imagens síncronas de cientistas cidadãos foram inovadoras; esta é a primeira utilização do TEC ionosférico produzido pela precipitação para mapear a ocorrência e a evolução de uma forte exibição auroral à escala continental.

“Estas observações validam a técnica de mapeamento TEC para estudos detalhados de auroras boreais e permitiram a deteção inovadora de fortes explosões isoladas de ionização produzida pela precipitação associadas à rápida intensificação e expansão da atividade auroral”.

J. C. Foster, autor principal do estudo.

Os cientistas do Haystack também associaram o seu trabalho às observações dos cidadãos publicadas nas redes sociais para apoiar as medições do TEC efetuadas através da rede de recetores GNSS.

Estas imagens a cores e os níveis muito elevados de TEC levaram à conclusão de que a aurora vermelha intensa estava co-localizada com a borda dianteira dos níveis crescentes de TEC em direção ao equador e a oeste, indicando que o aumento do TEC foi criado por uma intensa precipitação de eletrões de baixa energia na sequência da supertempestade geomagnética.

aurora boreal
A aurora avermelhada foi vista desde latitudes mais baixas, como Portugal. Há vários registos fotográficos nas redes sociais que o mostram.

Esta tempestade foi excecionalmente forte, com atividade auroral rara em latitudes médias. Os processos na magnetosfera durante a tempestade foram a causa imediata das perturbações aurorais e ionosféricas.

Estes, por sua vez, foram impulsionados pela ejeção de massa coronal solar anterior e pela interação do vento solar altamente perturbado com a magnetosfera exterior da Terra. As observações ionosféricas relatadas no documento abaixo citado fazem parte deste sistema global de interações e as suas caraterísticas podem ser utilizadas para compreender melhor o nosso sistema atmosférico acoplado.

Referência da notícia

Foster J., Erickson P., Nishimura Y., et al. Imaging the May 2024 Extreme Aurora With Ionospheric Total Electron Content. Geophysical Research Letters (2024).