Vá para o lugar mais escuro que você conseguir, numa noite sem Lua, longe de qualquer cidade. Espere a vista se acostumar. Mesmo ali, o céu não fica preto. Sobra sempre um resto de claridade, e boa parte dela tem uma origem que quase ninguém imagina: o próprio ar está emitindo luz, por conta própria, a cerca de 90 km de altura. Esse fenômeno se chama brilho do ar (em inglês, airglow).
Não é poluição luminosa, não é a Lua escondida e não é aurora. É a atmosfera devolvendo, à noite, um pouco da energia que recebeu do Sol durante o dia — e ela devolve em forma de luz visível, em verde, vermelho e laranja.
O que é o brilho do ar, em uma frase
Brilho do ar é a luz própria que a alta atmosfera emite o tempo todo, de dia e de noite, em todo o planeta. Ele existe sobre a sua cabeça agora, independentemente de você conseguir enxergá-lo.
A diferença entre ver e não ver é só de contraste. Durante o dia, a luz do Sol espalhada pelo ar é bilhões de vezes mais forte, e o brilho do ar some dentro dela — pelo mesmo motivo que as estrelas somem: elas continuam lá, mas o fundo ficou claro demais. À noite, sem o Sol, aquela luz fraquinha finalmente aparece.
Por que o ar brilha: a energia que sobra do dia
A analogia mais honesta é aquele adesivo de estrelinha que brilha no escuro, colado no teto do quarto. Durante o dia ele "carrega": absorve luz. À noite, devolve devagar, em verde, sem precisar de pilha.
A atmosfera faz exatamente isso, só que com uma peça a mais. Segundo a NASA, as moléculas lá em cima absorvem radiação ultravioleta do Sol — a mesma radiação que queima a pele na praia. Essa energia quebra e excita átomos e moléculas, que ficam, digamos, "carregados".
Agora vem a parte que explica a altura. Um átomo carregado pode se livrar dessa energia de dois jeitos: batendo em outro átomo ou emitindo luz. Lá embaixo, onde você está, o ar é denso e os choques são constantes — a energia se perde em colisão, e nada brilha. Lá em cima, a 90 km, o ar é tão rarefeito que um átomo pode levar muito tempo até esbarrar em outro. Sem ter em quem bater, ele faz a única coisa que resta: acende.
Por isso o brilho do ar não é uma camada qualquer da atmosfera. Ele acontece numa faixa estreita e específica: alta o bastante para o ar ser rarefeito, baixa o bastante para ainda existir ar.
Noventa quilômetros, para dar escala, é o que um carro percorre em menos de uma hora de estrada — só que para cima. É também bem acima de onde voa qualquer avião de carreira, que fica perto dos 12 km, e um pouco abaixo da fronteira dos 100 km que separa oficialmente a atmosfera do espaço, explicada em Onde começa o espaço? A linha de Kármán, a 100 km. Ou seja: o ar brilha quase na porta de saída do planeta.
As três cores e as três alturas
Cada cor do brilho do ar vem de uma substância diferente, e cada substância mora numa altura diferente. Os números abaixo são do Observatório da Terra da NASA.
| Cor | Quem emite | Altura |
|---|---|---|
| Amarelo-alaranjado | Sódio (Na) | 85 a 90 km |
| Vermelho | Hidroxila (OH), uma molécula de oxigênio com hidrogênio | Mais ou menos a mesma altura do sódio |
| Verde | Oxigênio atômico (O), átomos de oxigênio soltos | 95 a 100 km |
Repare que é sódio — o mesmo elemento do sal de cozinha — produzindo a faixa alaranjada. Ele chega lá em cima principalmente pela poeira que os meteoros deixam ao queimar, na mesma altura em que aquelas riscas de luz aparecem numa Chuva de meteoros hoje: horários e como ver do Brasil.
E repare também que o verde vem do oxigênio atômico: não o O₂ que você respira, mas átomos de oxigênio avulsos, separados pela radiação solar. Essa é a cor que aparece nas fotos em que a câmera aponta mais para cima; rente ao horizonte, costuma dominar o alaranjado do sódio.
Não é aurora: a diferença que confunde todo mundo
As duas coisas são verdes, as duas ficam na alta atmosfera e as duas aparecem em foto de astronauta. Mas são fenômenos diferentes, com causas diferentes.
A aurora, explicada em Aurora boreal: o que é, por que acontece e se aparece no Brasil, é causada por partículas do vento solar — veja O que é o vento solar? O sopro que vem do Sol — que o campo magnético da Terra despeja perto dos polos. Ela tem forma: cortinas, arcos, raios verticais que se mexem em minutos. É um evento — às vezes tem, às vezes não tem, e depende da atividade do Sol naquela semana.
O brilho do ar não tem forma nenhuma. Ele é uma faixa lisa e contínua, do mesmo jeito em toda a volta do planeta, todas as noites do ano, acontecendo igualmente sobre o Acre e sobre a Noruega. Não depende de tempestade solar para existir.
Uma regra prática: se tem cortina e drama, é aurora; se é uma linha uniforme acompanhando a curva do horizonte, é brilho do ar.
Por que ele aparece em quase toda foto da Estação Espacial
Se você reparar nas fotos noturnas feitas da Estação Espacial, quase sempre há uma faixa colorida fininha desenhando a curvatura do planeta. É o brilho do ar — e tem um motivo geométrico para ele aparecer tão bem dali.
Da órbita, os astronautas olham a camada de lado, na horizontal. A luz atravessa centenas de quilômetros daquela mesma faixa fina antes de chegar à câmera, e o efeito se acumula, como olhar a borda de uma vidraça: de frente o vidro é transparente, de lado ele fica esverdeado. Quem está no chão olha a camada de baixo para cima, atravessando poucos quilômetros dela, e vê muito menos.
Dá para ver o brilho do ar do Brasil?
Dá, mas exige disciplina. Três condições, todas obrigatórias:
- Céu realmente escuro. Não serve o quintal de casa nem a praia com orla iluminada. Serve o interior, a serra, o sertão — os mesmos lugares reunidos em Turismo astronômico: onde ver o céu mais estrelado do Brasil.
- Sem Lua. Qualquer fase acima de um quarto já apaga o efeito.
- Olhos adaptados. De 20 a 30 minutos sem olhar para a tela do celular. Esse é o passo que quase todo mundo pula.
Mesmo assim, a olho nu, o que você percebe é sutil: uma claridade fraca e sem fonte definida, geralmente mais notável a uns 10 ou 20 graus acima do horizonte, que não some quando você muda de direção. A cor costuma escapar, porque o olho humano praticamente não enxerga cor em luz muito fraca.
Onde ele aparece de verdade é na foto. Qualquer câmera moderna, num tripé, com 15 ou 20 segundos de exposição e sensibilidade alta, registra o verde que o olho não pegou. Se você já fotografou o céu numa noite escura e achou que a imagem "saiu esverdeada" por defeito da câmera, é bem possível que não fosse defeito: era o ar.
Vale dizer, por honestidade, que o brilho do ar não é a única coisa que impede o céu de ficar preto. Somam-se a ele a luz das estrelas que não conseguimos separar uma a uma, a poeira do Sistema Solar refletindo a luz do Sol, a chamada luz zodiacal, descrita em Quanta poeira espacial cai na Terra por dia?, e, quase sempre, a iluminação das cidades. O céu totalmente negro não existe nem no melhor lugar do planeta.
O que a NASA quer com uma luz tão fraca
Parece um detalhe bonito e irrelevante. Não é. Aquela faixa é um termômetro e um velocímetro de uma região da atmosfera que é difícil de medir de qualquer outro jeito: alta demais para balão e avião, baixa demais para satélite ficar orbitando sem cair.
Como o brilho muda conforme a temperatura, a densidade e os ventos daquela altura, fotografá-lo é uma forma de enxergar ondas e correntes invisíveis que atravessam a alta atmosfera — inclusive ondas disparadas por tempestades lá embaixo, na troposfera.
A NASA mantém missões dedicadas a isso, como a ICON, a GOLD e a TIMED, e acompanha se o brilho muda junto com o ciclo de 11 anos do Sol ou com o acúmulo de gases de efeito estufa. Esse ciclo está explicado em O que é o ciclo solar de 11 anos?. Esse segundo ponto é contraintuitivo e vale guardar: na alta atmosfera, mais gás de efeito estufa tende a esfriar e encolher a camada, ao contrário do que acontece perto do chão. Monitorar a cor do ar é uma das maneiras de checar isso.
