Colores de la naturaleza II: Auroras polares

Siguiendo con nuestra serie de artículos relacionados con los espectáculos de colores que nos brinda en ocasiones la naturaleza (Arcoíris, Lagos de colores) y aprovechando que estamos en plena temporada para observar auroras boreales, os cuento un poquito sobre ellas.

¿Qué es una Aurora polar?

Quienes han tenido la suerte de presenciar una aurora polar, aseguran que es uno de los espectáculos más fascinantes de la naturaleza.

La Aurora polar (o aurora polaris), es un fenómeno natural en forma de brillo o luminiscencia que se presenta en el cielo nocturno, generalmente se da en capas altas de la atmósfera en zonas cercanas a los polos, aunque puede aparecer en otras zonas del mundo durante breves períodos de tiempo. En el hemisferio norte es conocida como aurora boreal y en el hemisferio sur como aurora austral. Su nombre proviene de Aurora, la diosa romana del amanecer y de la palabra griega Bóreas, que significa norte, ya que en Europa comúnmente aparece en el horizonte con un tono rojizo, como si el Sol emergiera de una dirección inusual.

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Figura 1: Imagen de una aurora austral en torno a la Antártida fotografiada desde un satélite de la Nasa. Fuente: Taringa.

¿Cómo se forma?

¿Sabíais que el Sol también posee un campo magnético? Su campo magnético es dos veces más fuerte que el terrestre. Se extiende a grandes distancias, ¡hasta más allá de Plutón! El viento solar es el flujo de partículas cargadas que salen del Sol. Su campo magnético es como el de la Tierra, un dipolo, pero con campos locales más complejos que varían en el tiempo, son regiones activas que pueden dar lugar a las manchas solares, campos magnéticos muy potentes. En una de las hipótesis de su génesis se atribuye a movimientos de plasma cargado en la zona de convección. El Sol actúa como una enorme planta de energía, su núcleo desprende continuamente energía y corrientes eléctricas creando campos magnéticos expulsados del sol como tormentas magnéticas. Estos campos magnéticos pueden alcanzar la Tierra en apenas un par de días.

La actividad solar libera además enormes cantidades de partículas al espacio: rayos X, rayos ultravioletas y radiación, así como corrientes de electrones y protones de alta energía. La radiación y los rayos ultravioletas llegan a la Tierra constantemente y son absorbidos por las capas superiores de la atmósfera, pero cuando el viento solar viene cargado con partículas originadas por las manchas solares, que actúan como campos magnéticos, se produce una aurora boreal. A pesar de que las tormentas solares tienen una periodicidad de 11 años aproximadamente, no es posible pronosticar una aurora boreal con exactitud.

 

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Figura 2: Esquema sobre el efecto de las tormentas solares (3-CME) en la formación de auroras polares en la Tierra. Fuente: http://www.astroyciencia.com.

 

Por lo tanto, la explicación de cómo se forma una aurora boreal está relacionada con:

  1. la actividad solar (viento solar),
  2. el campo magnético de la Tierra y
  3. con la composición y características de nuestra atmósfera.

Como ya se ha indicado más arriba, las auroras se crean por la interacción de nuestro campo magnético con el viento solar, un flujo de partículas eléctricamente cargadas expulsadas por el Sol. Estas partículas (electrones, protones y partículas alfa), son capturadas por el campo magnético terrestre y golpean las capas superiores de la atmósfera a lo largo de un área circular sobre los polos.

Cuando el viento solar choca con el campo magnético de la Tierra, éste se estira como si de una banda elástica se tratase, y acumula dentro toda la energía. Llega un momento en el que las líneas del campo magnético se reconectan y liberan de golpe toda esta energía, lo que propulsa a los electrones de vuelta a la Tierra. Cuando estas partículas tan aceleradas chocan con la parte superior de la atmósfera se genera el plasma llamado aurora.

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Figura 3: Magnetosfera de la Tierra desviando las partículas solares cargadas (líneas amarillas) hacia los polos, donde se forman las auroras. Fuente: Wikipedia.

 

La interacción entre estas partículas cargadas que conforman la radiación solar y el oxígeno y nitrógeno en la magnetosfera (parte de la atmósfera terrestre que protege a la Tierra del viento solar), provocan un fenómeno de ionización, disociación y estimulación de partículas a nivel atómico, generando fotones – partículas de luz –, que da como resultado una luminiscencia en diferentes colores. Normalmente esto se da entre 80 y 150 km de altitud.

Así, los colores que vemos dependen del gas de la atmósfera que es excitado energéticamente por el viento solar. Por ejemplo, el oxígeno puede producir los colores verde y amarillo, dependiendo de la energía que reciba. El nitrógeno causa los tonos azules; y el helio forma las luces de color rojo-púrpura de los bordes más bajos y de las partes más externas curvadas de las auroras.

Los siguientes vídeos son cortitos y en ellos se explica muy bien cómo se forman y en qué consisten las auroras polares.

¿Cuándo, dónde y cómo la podemos observar?

Una aurora polar como la mayoría tenemos en mente, comienza con un brillo fluorescente en el horizonte, luego disminuye y surge un arco iluminado. Sin embargo, la aurora puede aparecer en varios formatos: como puntos luminosos, franjas en sentido horizontal o circulares. Eso sí, siempre aparecen alineados con el campo magnético de la Tierra. Como se ha comentado, los colores pueden variar mucho, rojo, naranja, azul, verde, amarillo… Muchas veces aparecen en varios colores al mismo tiempo. El espectáculo puede durar unos minutos o varias horas, cuando la actividad termina y los colores se desintegran en una luz difusa que se extiende por todo el cielo.

La aurora boreal es visible de septiembre a abril, coincidiendo con períodos de mayor actividad de las manchas solares. Los mejores meses para verla son enero y febrero, ya que es en estos meses donde las temperaturas son más bajas. Su equivalente en latitud sur, la aurora austral, posee propiedades similares. Es posible verla en lugares cercanos a los polos como: Noruega, Suecia, Finlandia, Alaska, Canadá, Escocia, Rusia, el Sur de Argentina, Chile o Islandia. Pulsa a este link para leer algunas recomendaciones de lugares.

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Figura 4: Imagen de una aurora boreal. Fuente: http://www.comofuncionatodo.net.

 

Curiosidades

Para los vikingos las luces de la aurora eran el brillo de las armaduras de las guerras valkirias, similar a la edad media, donde la gente pensaba que había batallas en el cielo. Según los esquimales, era un sendero que conducía hacia donde habitaban los espíritus de sus antepasados y celebraban fiestas en su honor. En cambio en China, se creían serpientes o dragones en el cielo.

El primero en interpretar el verdadero origen de las auroras polares fue el científico noruego Kristian Birkeland (1867-1917), brillante físico, inventor e ingeniero obsesionado con este fenómeno. Sin embargo su teoría no fue aceptada por la comunidad científica hasta 50 años después de su muerte por exceso de somníferos.

Como se ha comentado anteriormente, las auroras son más intensas cuando se producen las erupciones gigantes del Sol, conocidas como eyecciones de masa coronal o tormentas solares. Entonces, la Tierra es invadida por gran cantidad de vientos solares. Estos vientos solares, además, interfieren en los medios de comunicación: señales de televisión, radares, telefonía, satélites y sistemas electrónicos diversos; sin embargo, no representan un riesgo para la humanidad.

Este fenómeno existe también en otros planetas del sistema solar, por ejemplo Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, que también poseen campos magnéticos al igual que la Tierra. Se pueden observar auroras también en los satélites de Júpiter y en Marte, aunque éste último carece de campo magnético, pero sí posee campos locales asociados a su corteza.

El pasado 28 de septiembre, el Ayuntamiento de Reykjávik apagó las luces de la ciudad, por primera vez en la historia, para que sus ciudadanos pudieran contemplar la aurora. Lee la noticia y observa las preciosas fotos como resultado en este enlace.

Aquí os dejo otra fantástica recopilación de fotos para que podáis seguir observando la belleza de este fenómeno. http://www.muyinteresante.es/ciencia/fotos/fotos-cazadores-auroras/cortinas-del-cosmos ¡Espero que alguien se anime a viajar para verlo en persona!

 

Otras fuentes

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Acerca de Aida Felip

Licenciada en Geología, técnica en Evaluación de Impacto Ambiental y Máster en Sistemas Integrados de Gestión (Prevención de Riesgos Laborales, Gestión Ambiental y Calidad), con experiencia en el campo de la consultoría geológica y ambiental, se ha especializado en la elaboración de informes ambientales en relación con la sostenibilidad ambiental de planes y proyectos urbanísticos, así como la cartografía geológica y ambiental asociada. Ha colaborado en estudios geotécnicos y de identificación de riesgos geológicos, y ha participado en la publicación del Gobierno de España: "El valor del Paisaje: Catálogo de experiencias relacionadas con la puesta en valor del paisaje y su contribución al desarrollo sostenible del medio rural", del Ministerio de Medio Ambiente, Rural y Marino.

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