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

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.

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.

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.

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).