La Aurora Boreal
¿Qué son y como se forman las auroras boreales?
Si estamos cerca de los polos terrestres, quizás en algún momento el cielo empiece a inundarse de una especie de nubes de vivos colores y de aspecto espectral. Si tenemos esta suerte, estaremos asistiendo al gran espectáculo que son las auroras boreales.
Su nombre hace referencia a la diosa helena Aurora, y Boreal proviene de la palabra griega Boreas, que significa Norte, por lo que en realidad estamos hablando de las auroras del norte.
No obstante, aunque la aurora nórdica es más conocida, también se producen auroras en el polo sur. Estas se llaman auroras australes.
Como queremos referirnos a todas ellas, hablaremos de auroras polares.
Aunque las auroras polares se presentan en nuestra atmósfera, para entender como se crean debemos empezar mirando que sucede mucho más lejos, en el centro del sistema solar.
Todo empieza en nuestro Sol, que bombardea constantemente el espacio que lo rodea con radiaciones resultantes de sus procesos internos de fusión. Esta radiación se conoce como viento solar.
La tierra, sin embargo, está preparada para recibir estas emisiones de viento solar y se encuentra rodeada por un escudo magnético que la protege contra todas estas radiaciones procedentes del Sol. Esta capa protectora es la magnetosfera.
Pero la radiación solar no es siempre de la misma intensidad, y de vez en cuando el sol emite grandes nubes electromagnéticas.
Estas grandes masas de materia solar llegan también hasta la tierra, y de su interacción con la magnetosfera surgirán las auroras polares.
Para describir el proceso de una forma más detallada, en primer lugar, debemos comprender qué es y cómo funciona este campo magnético invisible que rodea la Tierra.
Los campos magnéticos son campos de fuerza cerrados en que la fuerza va siempre en una dirección, del polo norte magnético al polo sur magnético. En un imán solemos denominarlos polo positivo (norte) y polo negativo (sur), y cada polo atraerá partículas del signo contrario.
La Tierra es literalmente como un gran imán, y la magnetosfera es campo magnético que la rodea.
Como vemos en la imagen, la dirección de las flechas va del sur geográfico al norte geográfico. Esto se debe a que en la Tierra los polos magnéticos están invertidos respecto a los polos geográficos, de manera que el norte magnético se encuentra cerca del sur geográfico y viceversa.
Vemos, además, que no solo están invertidos, sino que también se encuentran un poco desplazados. De hecho, esta es la situación actual, pero los polos magnéticos han variado su posición y se han invertido en diversas ocasiones a lo largo de la historia.
Esta condición que convierte a la Tierra en un gran imán es fundamental en el proceso de formación de las auroras polares.
Como hemos comentado anteriormente, el Sol nos bombardea continuamente con el viento solar, y estas emisiones están formadas por muchos tipos de partículas, muchas de ellas partículas eléctricas como protones y electrones.
Si esta radiación llegara hasta nosotros tendría unas consecuencias terribles para la vida, pero la magnetosfera hace de escudo desviándolas y protegiéndonos de ellas.
Como podemos ver en la imagen el viento solar es tan intenso que incluso empuja la magnetosfera estirándola y deformándola.
Lo hace con tal fuerza que el campo magnético que se encuentra en la dirección opuesta al Sol es unas 5 veces más extenso que el que está en dirección al Sol.
Por otro lado, los movimientos de las capas internas del Sol generan campos magnéticos internos, que a veces afloran en la superficie dando lugar a grandes explosiones que conocemos como tormentas solares.Text example
Las tormentas solares levantan grandes arcos de fuego que son los campos magnéticos generados en el interior de Sol y que atraviesan la superficie arrastrando grandes cantidades de materia.
Ocasionalmente, estos campos magnéticos que afloran en la superficie del Sol se rompen, y son lanzados al espacio arrastrando billones de toneladas de plasma en lo que llamamos eyecciones de masa coronaria.
Estas nubes inmensas de plasma viajan hacia la Tierra a millones kilómetros por hora, con lo que tardarán apenas 18 horas en alcanzarla.
Finalmente, la eyección de masa coronaria enviada por el Sol llega a nuestro planeta y se encuentra con la magnetosfera.
El impacto es mucho más fuerte que el del viento solar, y cuando colisiona con el campo magnético terrestre consigue atravesar las capas exteriores llegando hasta una zona llamada la magnetopausa.
Entonces, los campos magnéticos de la nube de plasma se funden con los campos magnéticos de la magnetosfera formando unos embudos magnéticos que arrastran todas las partículas eléctricas del plasma hacía los polos.
A través de estos embudos, las partículas cargadas entran en la atmósfera y chocan con las moléculas de la ionosfera, que se encuentra a unos 100 km de altura. Estas colisiones liberan grandes cantidades de energía, que al disiparse través de la atmósfera da lugar a las famosas auroras polares.
Como vemos en las imágenes, la primera colisión se produce contra la parte de la magnetosfera de la cara iluminada de la Tierra, y da lugar a las auroras polares diurnas, que no son muy visibles ya que se ven disipadas por la luz solar.
Tras la primera colisión, la nube de plasma sigue avanzando y es atravesada por la Tierra.
Esto hace que se doble y se estire a su alrededor hasta que finalmente los campos magnéticos se acoplan detrás de la Tierra.
De nuevo, los gases cargados de partículas procedentes de la tormenta solar son arrastrados por el campo magnético terrestre hacia los polos, esta vez en la cara oscura del planeta, dando lugar a las auroras polares nocturnas que resplandecen imponentes en la oscuridad.
Sin embargo, como vemos en la siguiente fotografía, las auroras polares no aparecen por toda la zona polar de manera uniforme, sino que se suelen concentrar en unos lugares concretos formando anillos alrededor de los polos.
Estos anillos son donde interseccionan con la Tierra unas zonas de la magnetósfera donde se acumula especialmente el plasma procedente del Sol, y que se conocen como los cinturones de Van Allen.
¿De dónde procede el colorido tan espectacular de las auroras polares?
Cuando el viento solar llega a la atmósfera lo hace a gran velocidad, y las partículas cargadas que lo componen interaccionan con las partículas de la de la atmósfera, excitándolas y liberando energía.
Esta energía se puede liberar dando lugar a diferentes colores, según las partículas atmosféricas impactadas por el viento solar.
El choque con moléculas de oxígeno dará lugar a los verdes y los amarillos, y la colisión con moléculas de nitrógeno a los azules y los violetas.
El hecho de que la mayoría de auroras que observamos sean de color verde se debe a que el oxígeno, aun siendo bastante más escaso que el nitrógeno, necesita mucha menos energía para liberar su actividad, y por tanto se excita con mucha más facilidad.
Las auroras polares no son fenómenos exclusivos de la Tierra, ya que muchos planetas tienen magnetosfera, y con el telescopio Hubble se han podido observar en otros planetas como Júpiter o Saturno.
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