Hace ya algunos meses hablamos sobre un fenómeno atmosférico
llamado airglow fácilmente confundible, por lo menos en apariencia, con otro
fenómeno que se produce en la alta atmósfera, las auroras polares.
Imagen tomada desde Abisko (Suecia) este mismo año de una fantástica aurora boreal. Foto cedida por Josep Masalles |
Muchos de nosotros siempre hemos oído hablar de las
impresionantes auroras boreales pero sin
embargo este término, como seguramente sepáis, solo se refiere a las auroras
que se producen en el hemisferio norte. Sin embargo existen también las auroras
australes que se producen en el hemisferio
sur, por eso he optado por un término más genérico como auroras polares, aunque
menos común en el lenguaje del “día a día” es más correcto ya que la mayoría de la información de esta entrada es aplicable
tanto para las auroras boreales como para las australes.
¿Qué son las auroras polares?
Son fenómenos atmosféricos
que se producen entre los 95 y 500 Km de altura aproximadamente, en la denominada
ionosfera (también llamada termosfera).
La atmósfera, aunque tenue a estas alturas, todavía es
suficientemente densa como para que los choques entre las partículas del viento
solar ocurran de forma significativa.
Se observan como un brillo o luminiscencia en el cielo
nocturno. Las auroras polares aparecen en zonas de altas latitudes, en el caso
de las auroras boreales, aunque en ocasiones pueden aparecer en latitudes más
bajas. Por otro lado también se pueden observar auroras polares, que en este
caso se denominan auroras australes, en el hemisferio sur, principalmente en la
Antártida aunque también son visibles de vez en cuando en zonas como Tasmania o
Nueva Zelanda
¿Cómo se producen?
Para entender cuál es su causa tenemos que viajar 150 000
000 de kilómetros hasta el Sol, una gigantesca esfera de plasma (gas ionizado)
compuesta principalmente por hidrógeno y helio.
El Sol está continuamente emitiendo partículas cargadas al
espacio denominado viento solar que se
ve amplificado cuando se produce una eyección de masa coronal o CME (Coronal
Mass Ejection), esta última se origina
por lo que se denomina reconexión magnética. Como sabemos el Sol tiene
un campo magnético, y es la reorganización de las líneas de este campo lo que
produce esta reconexión magnética, emitiendo una gran cantidad plasma al espacio. Os dejo con un vídeo en donde lo veréis mucho mejor.
Las partículas del
viento solar viajan a velocidades comprendidas entre los 300 km/s y los 1.000 km/s, de modo que recorren la distancia
Sol- Tierra en aproximadamente dos o tres días. El viento solar es desviado, en
su mayoría, hacia el espacio por el campo magnético de la Tierra o magnetosfera
pero sin embargo parte de estas partículas cargadas son capaces de entrar e
interactuar con la atmósfera.
Curiosidad: el Sol pierde unos 800 Kg por segundo en forma de
viento solar.
El viento solar deforma
la magnetosfera haciendo que tome una forma parecida a la cola de un cometa o
de una gota de agua. Como hemos comentado anteriormente la mayoría de las partículas son rechazadas por la
magnetosfera pero algunas de ellas quedan atrapadas en ella, son estas pocas
partículas las que chocan con los átomos de oxígeno atómico y nitrógeno
molecular que se sitúan en la alta atmósfera haciendo que se exciten y vuelvan
nuevamente a su estado fundamental emitiendo esa diferencia de energía en forma
de luz.
Los principales componentes de la atmósfera, el nitrógeno y
el oxígeno producen toda la variedad de colores de la aurora.
Ahora vamos a centrarnos un poco más en como interactúa el oxígeno y el nitrógeno con
el viento solar:
- Oxígeno
Por regla general un
átomo excitado vuelve a su estado fundamental de inmediato. Sin embargo el
oxígeno prefiere tomarse su tiempo, tras ¾ de segundo vuelve a su estado
fundamental emitiendo un fotón verde.
Como vemos en la imagen de al lado el oxígeno tiene 2 emisiones, una verde y otra roja, en esta última tarda casi 2 minutos en emitir un fotón. Si durante este tiempo el átomo choca contra otra partícula perderá energía por colisión y, por tanto, no emitirá luz. Por esta razón esta emisión del oxígeno se produce en altitudes más elevadas, donde el choque con partículas es menos probable.
Como vemos en la imagen de al lado el oxígeno tiene 2 emisiones, una verde y otra roja, en esta última tarda casi 2 minutos en emitir un fotón. Si durante este tiempo el átomo choca contra otra partícula perderá energía por colisión y, por tanto, no emitirá luz. Por esta razón esta emisión del oxígeno se produce en altitudes más elevadas, donde el choque con partículas es menos probable.
- Nitrógeno
El nitrógeno produce una
luz azulada cuando es ionizado, es decir, cuando se le arranca uno de sus electrones.
Si es solamente excitado emite una luz
de color rojo-violeta
Dónde y cuándo observar las auroras
Las auroras se producen en unas zonas denominadas óvalos aurorales que se encuentran alrededor de los polos
magnéticos norte y sur, estos con los años van cambiando su posición
geográfica.
Imagenes tomadas desde SpaceWeatherLive |
Óvalo auroreal austral. Nasa |
Cuanto más intenso sea el viento solar, mayor serán los
óvalos.
Las auroras polares acostumbran al ser fenómenos
poco luminosos por lo que se pueden observar únicamente por la noche, sin embargo hay auroras débiles, con
un brillo parecido al de la Vía Láctea y auroras muy brillantes que pueden
llegar a ser casi tan luminosas como la Luna llena.
En principio las auroras boreales se podrían observar en regiones
circumpolares desde agosto a mayo, en
los meses de junio y julio se produce el fenómeno del Sol de medianoche. Por otro lado , en el hemisferio sur se podrían observar auroras australes entre los meses de mayo y agosto
Durante estos periodos existen unos meses en
los que las oportunidades de observar las auroras aumentan debido a una mejor
disposición del campo magnético terrestre, estos son los meses de septiembre y
marzo.
Por último, y para no extender mucho más esta entrada, me
gustaría comentaros dos cosas:
- Muchas personas aseguran haber escuchado sonidos (como siseos o chasquidos) provenientes de las auroras. En el siguiente link podéis ver un artículo científico (en inglés) que intenta explicar este hecho, aunque los datos no son concluyentes http://www.acoustics.hut.fi/projects/aurora/BNAM-ukl.pdf .Una posible respuesta a estos sonidos es que el campo electromagnético asociado a las auroras crea una carga electrostática que hace chisporrotear/crujir las ramas de los árboles. dllllllllllllllllllllllllllllllllddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddd
- Se han observado auroras en otros planetas que tienen campo magnético y atmósfera como Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno aunque también se ha comprobado la existencia de auroras en Marte gracias a la Mars Express.
Aurora de Júpiter observada por el Hubble en el UV. |
Me despido con unas fantásticas imágenes y vídeos de este increíble fenómeno .
Sobre el segundo 13 se aprecia la constelación de Orión y al final del vídeo se observa muy bien el fenómeno de airglow. ISS, Nasa
Más información:
Finlandia. Todas las imágenes son cortesía del autor. |
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Imagen tomada desde la ISS. Nasa |
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Más información:
- http://sohowww.nascom.nasa.gov/classroom/sun101.html (un pequeño resumen de nuestro Sol)
- https://es.wikipedia.org/wiki/Atm%C3%B3sfera (Atmósfera terrestre y de otros planetas)
- http://astroaula.net/recursos-didacticos/actividades/auroras-boreales/ (Calculo de la altura de formación de auroras)
- http://www.spaceweatherlive.com/ (un montón de información de interés como la actividad solar en estos momentos, imágenes del Sol, información de la actividad auroral, predicción de auroras, etc)
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