Luz e céu na Antártida

O eixo da Terra é inclinado cerca de 23,4 graus em relação ao plano da órbita em volta do Sol. Entre setembro e março, o hemisfério sul fica voltado para o Sol, e a região em volta do Polo Sul passa dias inteiros iluminada, enquanto o planeta gira. Entre março e setembro, acontece o contrário.

O Círculo Polar Antártico, perto de 66,5° de latitude sul, marca o limite: ao sul dele, há pelo menos um dia por ano em que o sol não se põe, perto do solstício de dezembro, e pelo menos um em que ele não nasce, perto do solstício de junho.

A atmosfera curva a luz do sol e faz o disco aparecer acima do horizonte quando, na verdade, já está um pouco abaixo dele. Por isso, o sol da meia-noite começa um pouco ao norte do círculo e dura alguns dias a mais do que a geometria indica.

Quanto mais ao sul, mais longos ficam o dia sem fim e a noite sem fim. No Círculo Polar Antártico, cada um dura cerca de um dia, perto dos solstícios. Na ponta da Península, mais ao norte do círculo, o sol se põe todos os dias, mas as noites de dezembro são curtas e claras.

Em McMurdo, a 77,8° S, o sol da meia-noite vai mais ou menos do fim de outubro ao fim de fevereiro, e a noite polar, do fim de abril ao fim de agosto: cerca de quatro meses cada um, com semanas de transição em que o sol nasce e se põe.

No Polo Sul, há um só nascer e um só pôr do sol por ano. O sol nasce perto do equinócio de setembro, dá voltas no céu sempre à mesma altura num mesmo dia, sobe até cerca de 23 graus no solstício de dezembro e se põe perto do equinócio de março. Depois vêm cerca de seis meses sem sol.

Nos polos, o sol nasce e se põe muito devagar, porque sobe e desce na diagonal, quase paralelo ao horizonte. Por isso, o crepúsculo, a fase em que o sol está pouco abaixo do horizonte e o céu ainda tem luz, dura semanas.

No Polo Sul, depois do pôr do sol de março, o céu leva cerca de um mês e meio para ficar totalmente escuro, quando o sol desce mais de 18 graus abaixo do horizonte. A volta da luz, antes do nascer de setembro, também é gradual.

Para quem passa o inverno numa estação, essas fases marcam o calendário. O dia mais importante é o solstício de junho, o meio do inverno, comemorado em todas as estações com um jantar especial e trocas de mensagens entre as bases.

Na noite polar, a única luz vem da Lua, das estrelas e da aurora. Nas estações do interior, o trabalho ao ar livre fica limitado ao essencial, com roupa para frio extremo e luzes vermelhas, que não atrapalham a vista acostumada ao escuro nem os telescópios.

Sem a alternância de dia e noite, o relógio interno do corpo se desajusta. As estações usam luz artificial forte, horários fixos de refeição e de sono e acompanhamento médico. Na estação Concordia, a Agência Espacial Europeia estuda os efeitos do isolamento e da escuridão para preparar viagens espaciais longas.

Os animais também se adaptam. O pinguim-imperador é a única ave que cria os filhotes no inverno antártico: os machos chocam os ovos no escuro, apertados em grupos para economizar calor, como se vê em A vida na Antártida.

A aurora austral é o brilho do céu causado por partículas do vento solar que o campo magnético da Terra leva para perto do polo magnético sul, onde batem nos gases do ar. O verde, mais comum, vem do oxigênio a cerca de 100 a 200 quilômetros de altura.

A aurora aparece num anel em volta do polo magnético, que fica perto da costa da Terra de Adélia. Boa parte da Antártida fica sob esse anel ou perto dele, e nas estações a aurora costuma aparecer em muitas noites escuras e limpas do inverno.

No verão, com sol o tempo todo ou céu claro demais, a aurora continua acontecendo, mas não aparece. Por isso, quase só quem passa o inverno nas estações a observa. Como as auroras se formam e onde aparecem em outros lugares está em Aurora boreal e austral, em A Terra e o Turismo.

O ar frio e cheio de cristais de gelo cria efeitos de luz pouco comuns em outros lugares. Os halos são anéis em volta do sol ou da Lua, formados pela luz que atravessa cristais de gelo suspensos. Os parélios, ou sóis falsos, são manchas brilhantes dos dois lados do sol.

No fim do inverno, podem aparecer as nuvens nacaradas, a 15 a 25 quilômetros de altura, com cores de madrepérola. Elas se formam só com frio extremo na estratosfera e participam das reações químicas que abrem o buraco na camada de ozônio, tratado em A Antártida e o clima da Terra.

Perto do horizonte, a diferença de temperatura entre camadas de ar curva a luz e cria miragens: icebergs e montanhas parecem flutuar ou se esticar. No pôr ou no nascer do sol, às vezes surge o raio verde, um brilho verde rápido na borda do disco.

O planalto antártico reúne o que os astrônomos procuram: ar muito seco, frio e rarefeito, pouca turbulência, nenhuma luz de cidade e meses de noite contínua. O vapor de água, que bloqueia parte da luz infravermelha e das micro-ondas, é ali o mais baixo do planeta.

O Domo A, o ponto mais alto da calota, a 4.093 metros, onde fica a estação chinesa Kunlun, aberta em 2009, foi apontado em 2020 como o melhor lugar da Terra para a astronomia óptica. Ali, a turbulência do ar acima de uma camada de cerca de 14 metros deixa a imagem das estrelas cerca de duas vezes mais nítida que nos melhores observatórios do Havaí e do Chile.

O Domo C, a 3.233 metros, abriga a estação franco-italiana Concordia, aberta em 2005 e uma das poucas do interior abertas o ano todo. No inverno, uma equipe de cerca de 13 pessoas fica isolada por cerca de nove meses, sem voos nem chegada de suprimentos.

Na estação Amundsen-Scott funciona o Telescópio do Polo Sul, com antena de 10 metros, inaugurado em 2007. Ele estuda a radiação cósmica de fundo, a luz mais antiga do universo, e faz parte do Event Horizon Telescope, a rede que fotografou buracos negros.

Sob a estação fica o IceCube, um observatório de neutrinos dentro do gelo. São 5.160 sensores presos a 86 cabos, entre 1.450 e 2.450 metros de profundidade, ocupando cerca de 1 km³ de gelo muito transparente. A obra terminou em dezembro de 2010.

Os neutrinos atravessam quase tudo sem deixar rastro. Quando um raro neutrino bate num átomo do gelo, produz um clarão azul fraco que os sensores registram. Em 2017, o IceCube detectou um neutrino vindo de uma galáxia ativa, o blazar TXS 0506+056, a primeira vez que um neutrino de alta energia foi ligado a uma fonte conhecida no céu.