¿CUÁNTO SABES SOBRE LAS AURORAS BOREALES?

    Las auroras boreales son fenómenos naturales que se producen en las regiones cercanas a los polos y que están relacionados con el Sol pero... ¿Porqué ocurren?

Figura 1

      La atmósfera del Sol se encuentra a una temperatura alrededor de 1 millón de ºC, un calor tan extremo que es capaz de arrancar los electrones de cualquier átomo, incluso los que componen el propio gas (plasma).

El plasma de la corona está demasiado caliente para que la gravedad del Sol lo mantenga cautivo y se expande constantemente proyectado como viento solar. 

Figura 2

El viento solar choca con el campo magnético de la Tierra y éste se estira como si de una banda elástica se tratase, acumula dentro toda la energía hasta que las líneas del campo se reconectan y la liberan de golpe propulsando a los electrones de vuelta a la Tierra.

Cuando estas partículas chocan con la parte superior de la atmósfera, constituida principalmente por oxígeno y nitrógeno se produce el fenómeno conocido como aurora.

¿A qué se deben los distintos colores que apreciamos?

·   Esa energía absorbida, excita a los electrones de las capas más externas de los átomos haciendo que pasen a orbitales de energía superiores. 
     

Figura 3

     Como esta situación no es estable, el átomo tiende a recuperar su estado original liberando energía en forma de radiación.

El oxígeno será responsable de los dos colores primarios y más frecuentes de las auroras que son el verde amarillento y el rojo pálido (que requiere un nivel de excitación mayor).

El nitrógeno por otro lado es el causante de la luz azulada o del rojo intenso.

Por último el helio es el que origina la coloración más violácea en los bordes más bajos o externos de las auroras.

¿Cómo y quién comprobó que ésto ocurría verdaderamente así?

Figura 4

Fue en 1902-1903 cuando el físico noruego Kristian Birkeland realizó una expedición polar para examinar las ideas sobre las auroras que había extraído de un modelo a escala de la tierra (terrella) instalado en su laboratorio de Oslo. 

La teoría resultante, publicada en 1908, convierte a Birkeland en el primer científico en explicar correctamente las auroras. 

Birkeland descubrió que el origen de las auroras se encuentra en las partículas cargadas a las que atrapa el campo magnético terrestre.

     En el siguiente enlace se explica con más      detalle su teoría.

http://www.trappa.es/sites/trappa.iaa.es/files/papers/popular_science/plasma_science/2011_09.pdf

¿Y qué dicen los últimos estudios de las auroras? 

Es un fenómeno que lleva en estudio desde hace mucho tiempo pero las aportaciones más recientes surgen del desconcierto de los científicos sobre el gran número de electrones generados en este proceso ya que según la teoría sería imposible sostener un campo eléctrico en las líneas del campo magnético.

Un equipo de físicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts ha realizado una simulación con un superordenador que resuelve el misterio y cuyos resultados se encuentran publicados en la revista NaturePhysics. Concluye que es éste campo lo que precisamente se necesita para acelerar los electrones.

Algunas curiosidades sobre éste fenómeno son que las auroras no son exclusivas de la Tierra. 

En otros planetas como Júpiter o Saturno cuyos campos magnéticos son más intensos que los de la Tierra ocurren también.

Figura 5

Los electrones que las producen son tan energéticos que podrían incluso destrozar una nave o un satélite por lo que es necesario ser capaz de predecir el lugar y el momento para predecir catástrofes espaciales.

Otro dato curioso es que si comparamos fotografías de lugares separados se observa que los colores no se producen a la misma altura, a una altura de alrededor de 60 millas se produce la aurora verde y cerca del doble tiene lugar la roja.

Figura 6

Además muchos tonos son relativamente tenues y la luz roja que se encuentra en ellas está a menudo en el límite de lo que las retinas humanas son capaces de detectar por lo que con una cámara, que es mucho más sensible, se pueden observar imágenes más espectaculares que las que vemos en directo.

No cabe duda que es una experiencia de la naturaleza única que se debería visualizar al menos una vez en la vida.

Figura 7

 Aquí les dejamos un enlace de un documental muy interesante donde se profundiza más sobre éste tema. 

https://www.youtube.com/watch?v=-futMdLBGF8 

     
Referencias de las imágenes:

Figura 1: http://zonacurio.blogspot.com.es/2013/07/30-impresionantes-imagenes-de-la-aurora.html  

Figura 2:  http://www.joseluishernandezmadrid.com/?page_id=492

Figura 3: https://losmundosdebrana.wordpress.com/2014/07/24/trilogia-de-las-auroras-polares-iii-las-teorias 

Figura 4: https://es.wikipedia.org/wiki/Kristian_Birkeland

Figura 5: http://www.girabsas.com/nota/2016-6-30-la-espectacular-aurora-polar-de-jupiter-que-capturo-la-nasa

Figura 6: http://www.loquenuncaviste.com/2011/10/06/ciencia-y-tecnologia/espacio/una-espectacular-aurora-roja-captada-por-la-iss/

Figura 7: http://cdn.pcwallart.com/images/aurora-boreal-wallpaper-3.jpg 

Sandra Muñoz López y Ana Enríquez Arenas