El misterio de las auroras polares

Maravillados nos quedaríamos al presenciar un fenómeno de estas características en el firmamento:

Un baile de luces se adueña momentáneamente del cielo teniendo como testigos incondicionales las estrellas que decoran con dibujos punteados nuestro zenit y la atenta mirada de un observador curioso que no cesa de plantearse preguntas: ¿De dónde viene esa luz? ¿Por qué aparecen distintos colores? ¿Por qué se mueven estas luces? ...

Pueden plantearse distintas respuestas para estas preguntas, quizá unas más poéticas que otras. No obstante, a nosotros nos interesa la perspectiva científica. ¡Vamos a ello!

En primer lugar, una aurora polar es un fenómeno luminiscente que se manifiesta en el cielo nocturno, normalmente en el de las zonas polares, ya que la temperatura atmosférica ha de ser lo suficientemente baja para que se produzcan. Por tanto, los mejores meses para presenciar este regalo de la naturaleza son enero y febrero.

Una aurora polar se produce por la existencia del viento solar, que no es más que la emisión de partículas cargadas (electrones, partículas de He...) que se encuentran en la atmósfera del Sol, debido a la variación de presión existente entre la superficie del Sol y el espacio "vacío". Estas partículas viajan a velocidades de entre 400 y 800km/s al salir de la corona solar, parte más externa del Sol.

Estas partículas procedentes del viento solar son deflectadas por el campo magnético terrestre (magnetosfera), es decir, quedan confinadas en dicho campo.

Las partículas atrapadas en la magnetosfera colisionan con los átomos y moléculas de la atmósfera de la Tierra, principalmente oxígeno y nitrógeno atómicos y también nitrógeno molecular. Y ahora entramos en el "TIC" de la cuestión: el aporte de energía proporcionado por las partículas perturba a esos átomos y moléculas llevándolos a estados excitados de energía que al cabo de un tiempo muy pequeño (10^-6s) vuelven a su estado fundamental y devuelven la energía en forma de luz. Esta luz es la que vemos desde el suelo, llamándolas auroras polares.

Las auroras polares se mantienen por encima de los 95km porque a esa altitud la atmósfera, a pesar de ser aún tenue, es lo suficientemente densa para que se produzcan choques muy frecuentes entre las partículas provenientes del Sol con las de la atmósfera terrestre.

Las auroras boreales son las que se observan en el hemisferio norte y las auroras australes, las del hemisferio sur.

Ya tenemos explicado el origen de las auroras boreales, pero .... ¿a qué se debe ese juego de colores y formas? Tanto las formas como los colores van cambiando rápidamente con el tiempo. La actividad puede durar desde unos pocos minutos hasta horas. Cuando se aproxima el alba todo el proceso parece calmarse y tan sólo algunas pequeñas zonas del cielo aparecen brillantes hasta la llegada de la mañana.

Los colores que vemos dependen de la especie atómica o molecular que las partículas del viento solar excitan y del nivel de energía que alcanzan. Por ejemplo: el oxígeno es responsable de los colores verde/amarillo, el rojo lo produce una transición menos frecuente, a 630nm; el nitrógeno produce luz azulada; el helio (He) es el responsable de la aparición del color rojo/púrpura. Recordemos la distribución del espectro electromagnético en el rango del visible:

A continuación una aurora austral vista desde un satélite de la NASA:

Para los más curiosos:

El planeta Tierra no es el único que goza de este espectáculo tan peculiar. Hay otros planetas como Júpiter y Saturno que poseen campos magnéticos más intensos que el terrestre y en los que también se producen auroras polares que han sido observadas por el telescopio Hubble.

Imagen de Júpiter observadas en el UV.


Y aquí queda desvelado el misterio de nuestras auroras polares, aunque nunca dejarán de sorprendernos.

Hypatia