Birkeland e a Aurora~Conselho SteamPunk ~ Loja São Paulo

May 9, 2010 Posted by R Cândido on May 9, 2010 in Artigos, Ciência | 2 comments

Birkeland e a Aurora

Kristian Birkeland e a Aurora Borealis

As auroras foram observadas na antiguidade pelos gregos e chineses, mas no final do século XIX que esse norueguês desenvolveu a primeira explicação essencialmente correta da origem das auroras boreais.

Kristian Olaf Birkeland (1867Junho 151917) nasceu em Christiania (atual Oslo) e escreveu seu primeiro artigo científico aos 18 anos. Organizou diversas expedições às regiões nas elevadas-latitudes da Noruega onde estabeleceu uma rede de observatórios sob a região auroral para coletar dados sobre o campo magnético.

Os resultados da expedição polar norueguesa conduzida 1899 a 1900 produziram a primeira determinação do padrão global de correntes elétricas na região polar.

Birkeland era professor de física da universidade local que demonstrou a natureza eletromagnética da aurora boreal (1896), elaborou o primeiro modelo tridimensional e global das tempestades polares, hoje denominadas por subtempestades polares, e aprimorou o processo do arco elétrico de 30000^oC para obtenção do ácido nítrico a partir do ar (1903).

A descoberta de Raios X inspirou Birkeland a desenvolver câmaras de vácuo para estudar a influência dos ímãs em raios de cátodo. Um exemplo de uma de suas experiências é descrito na parte dianteira esquerda desta nota de banco.

Birkeland observou que um feixe de elétron dirigido para a terrella dirigia-se para os pólos magnéticos e produzia anéis de luz em torno dos mesmos, concluiu dai que a aurora poderia ser produzida de maneira similar. Desenvolveu uma teoria em que os elétrons lançados a partir da superfície solar tingem a Terra, e guiados pelo campo geomagnético da Terra até as regiões polares onde produzem a aurora visível. Birkeland foi nomeado para o Prêmio Nobel nada menos que sete vezes.

Eis uma Terrella magnetizada, simulando a terra, suspendida em uma caixa hermeticamente lacrada.

Reconhecendo que o avanço tecnológico poderia trazer-lhe riqueza, desenvolveu o canhão eletromagnético. A velocidade máxima de sua máquina maior era 100 m/s, correspondendo a um projétil com alcance decepcionante de somente um quilômetro. Assim rebatizou o dispositivo como torpedo aéreo e arranjou uma demonstração com expresso objetivo de vender a companhia.

Na demonstração, uma das bobinas falhou e produziu um arco indutivo completo com ruído, fogo e fumaça. Esta era a primeira falha de alguns dos lançadores que Birkeland tinha construído. Erros que poderiam ser corrigidos para uma nova demonstração. Entretanto, interveio na ordem da coisa Sam Eyde. Somente uma semana mais tarde, Eyde disse a Birkeland que havia uma necessidade industrial para o fazer fertilizante artificial. A resposta habitual de Birkeland era: Eu o tenho!

Não havia mais tentativa de vender a companhia de armas de fogo e trabalhou com Eyde somente o suficiente para construir um dispositivo de arco de plasma para o processo de fixação do nitrogênio. O par trabalhou para converter o protótipo em um projeto que fosse economicamente viável para a manufatura em grande escala.

Originalmente, os astrônomos pensaram que o espaço era um completamente vazio. Em 1913, Birkeland pode ter sido o primeiro a predizer que o espaço é não somente plasma, mas contem também “Escuridão”. Escreveu:

“Parece ser uma conseqüência natural de nosso ponto de vista supor que o todo do espaço está repleto de elétrons e íons elétricos livres de todos os tipos. Nós assumimos que cada sistema estelar em evoluções joga fora corpúsculos elétricos no espaço. Não parece razoável, portanto, acho que a maior parte das massas de material no universo é encontrada não nos sistemas de energia solar ou nebulosas, mas em” “espaço vazio”. – Kristian Birkeland

Em 1916, Birkeland era provavelmente a primeira pessoa a predizer com sucesso que os ‘vento solares’ comportam-se como todas as partículas carregadas em um campo elétrico, “de um ponto de vista físico é o mais provável que os raios solares são nem exclusivamente raios negativos nem positivos, mas de ambos os tipos”; ou seja, o vento solar consiste nos elétrons negativos e nos íons positivos.

Birkeland forneceu um diagrama das correntes campo-alinhadas em seu livro, “a expedição norueguesa 1902-1903 do Polaris da Aurora”. Este diagrama é reproduzido na parte traseira da nota de banco no canto direito mais baixo. Este livro contem capítulos sobre tempestades magnéticas na Terra e seu relacionamento com o Sol, a própria origem do sol própria, o Cometa Halley, e os anéis de Saturno. Hipóteses que só se tornariam teorias um quarto se século mais tarde.

A prova absoluta de correntes campo-alinhadas de Birkeland podia somente vir das observações feitas acima da ionosfera por meio de satélites. Os distúrbios magnéticos foram interpretados originalmente como ondas hidromagneticas, mas realizou-se logo que eram devido às correntes de campo-alinhado ou de Birkeland.

Durante meio século após a morte de Birkeland em Tóquio, Japão a comunidade científica desdenhou de suas conclusões. Depois de um satélite da Marinha dos EUA registrar perturbações magnéticas em praticamente todas as passagens sobre as regiões polares (1966) foi-lhe dado o devido reconhecimento. O cientista tem hoje uma cratera lunar com o seu nome.

“Muito poucos pioneiros fazem seu caminho para alcançar lugares nunca antes visitados. eles criam condições de vida para a humanidade e a maioria está vivendo em seu trabalho. – algo assim eu acho.”. – Kristian Birkeland

Por Cândido Ruiz