Durante miles de años, los humanos han observado y se han inspirado en las hermosas exhibiciones de bandas de luz que bailan en el oscuro cielo nocturno. Hoy llamamos a estas luces auroras: la aurora boreal en el hemisferio norte y la aurora australiana en el sur.
Hoy en día, sabemos que las auroras boreales son causadas por partículas cargadas de la magnetosfera de la Tierra y el viento solar que choca con otras partículas en la atmósfera superior de la Tierra. Estas colisiones excitan las partículas en la atmósfera, que luego liberan luz a medida que se «relajan» y vuelven a su estado no excitado.
El color de la luz corresponde a la liberación de porciones separadas de energía por parte de las moléculas de la atmósfera, y también es una indicación de cuánta energía fue absorbida en la colisión inicial.
La frecuencia y la intensidad de las auroras están relacionadas con la actividad del Sol, que sigue un ciclo de 11 años. Actualmente, nos estamos acercando al siguiente máximo, que es Esperado en 2025.
contactos de sol
Estas actuaciones han sido documentadas hace mucho tiempo por pueblos de todo el mundo. América del norteEuropa , Asia Y Australia.
En el siglo XVII comenzaron a surgir explicaciones científicas de las causas de las auroras boreales. Las posibles explicaciones incluyen el aire de la atmósfera de la Tierra que se eleva desde la sombra de la Tierra para iluminarse por el sol (Galileo en 1619) y los reflejos de luz de los cristales de hielo a gran altura (René Descartes y otros).
En 1716, el astrónomo inglés Edmund Halley fue el primero en sugerir una posible conexión con el campo magnético de la Tierra. En 1731, un filósofo francés llamado Jean-Jacques d’Ortus de Mairan notó una coincidencia entre el número de manchas solares y la aurora boreal. Sugirió que las auroras boreales están relacionadas con la atmósfera del sol.
Aquí la correlación entre la actividad en el Sol se asoció con la aurora boreal aquí en la Tierra, lo que condujo al surgimiento de campos científicos que ahora se llaman «física solar» Y «clima espacial«.
El campo magnético terrestre como trampa de partículas
La fuente más popular de Auroras boreales Son partículas que viajan dentro de la Tierra. magnetosferaLa región del espacio ocupada por el campo magnético natural de la Tierra.
Las imágenes de la magnetosfera de la Tierra generalmente muestran cómo una «burbuja» de campo magnético protege a la Tierra de la radiación espacial y evita la mayoría de las perturbaciones en el viento solar. Sin embargo, lo que no suele destacarse es el hecho de que el campo magnético terrestre contiene su propia población de partículas cargadas eléctricamente (o «plasmas»).
La magnetosfera consta de partículas cargadas que escaparon de la atmósfera superior de la Tierra y partículas cargadas que entraron del viento solar. Ambos tipos de partículas quedan atrapadas en el campo magnético terrestre.
Los movimientos de partículas cargadas eléctricamente están controlados por campos eléctricos y magnéticos. Las partículas cargadas orbitan líneas de campo magnético, por lo que cuando se ven a gran escala, las líneas de campo magnético actúan como «tuberías» para partículas cargadas en el plasma.
El campo magnético de la Tierra es similar a un campo magnético «dipolo» estándar, con líneas de campo que se agrupan cerca de los polos. Esta agrupación de líneas de campo en realidad altera las trayectorias de las partículas, logrando efectivamente que regresen por donde vinieron, en un proceso llamado «reversión magnética».
La magnetosfera de la Tierra bajo vientos solares turbulentos
Durante condiciones tranquilas y estables, la mayoría de las partículas en la magnetosfera permanecen atrapadas, rebotando felizmente entre los polos magnéticos norte y sur en el espacio. Sin embargo, si hay perturbaciones en el viento solar (como un Eyección de masa coronal) la magnetosfera da un «golpe», se vuelve turbulenta.
Las partículas atrapadas se aceleran y las «tuberías» del campo magnético cambian abruptamente. Las partículas que solían rebotar felizmente entre el norte y el sur ahora se han movido a su sitio de rebote a altitudes más bajas, a medida que la atmósfera de la Tierra se vuelve más densa.
Como resultado, ahora es probable que las partículas cargadas choquen con las partículas atmosféricas cuando lleguen a las regiones polares. Esto se llama «sedimentación de partículas». Luego, a medida que ocurre cada colisión, se transfiere energía a las moléculas de la atmósfera, que las excita. Una vez que se relajan, emiten luz que forma la hermosa aurora boreal que vemos.
Cortinas, colores y cámaras.
Las espectaculares exhibiciones de la aurora boreal bailando en el cielo son el resultado de complejas interacciones entre… Viento solar y magnetosfera.
La aparición, desaparición y brillo de la aurora boreal y la formación de estructuras como marquesinas, remolinos, vallas colgantes y ondas viajeras son representaciones visuales de la dinámica invisible y siempre cambiante de la magnetosfera de la Tierra a medida que interactúa con el viento solar. .
Como muestran estos videos, las auroras vienen en todo tipo Colores.
Los más comunes son el verde y el rojo, ambos emitidos por el oxígeno en la atmósfera superior. Las auroras verdes corresponden a altitudes cercanas a los 100 km, mientras que las auroras rojas son más altas para altitudes superiores a los 200 km.
Los colores azules emiten nitrógeno, que también pueden emitir algunos colores rojos. También es posible una gama de rosas, violetas e incluso luz blanca debido a una combinación de estas emisiones.
Las auroras boreales son mucho más brillantes en las imágenes porque los sensores de la cámara son más sensibles que el ojo humano. En concreto, nuestros ojos son menos sensibles a los colores por la noche. Sin embargo, si las auroras boreales son lo suficientemente brillantes, pueden ser una vista impresionante a simple vista.
¿cuando y donde?
Incluso en condiciones climáticas tranquilas en el espacio, la aurora boreal puede ser muy prominente en latitudes altas, como en AlaskaY CanadáY paises escandinavos Y Antártida. Cuando se altera el clima espacial, la aurora boreal puede migrar a latitudes mucho más bajas para volverse visible en todo el continente. Estados UnidosY Europa Central e incluso el sur Y Australia.
La intensidad de un evento meteorológico espacial generalmente controla el rango de ubicaciones donde las auroras boreales son visibles. Los eventos más fuertes son los más raros.
Entonces, si está interesado en perseguir la aurora boreal, esté atento al pronóstico del clima espacial local (nosotrosY AustraliaY Reino UnidoY Sudáfrica Y Europa). También hay muchos expertos en clima espacial en las redes sociales e incluso proyectos de ciencia ciudadana que buscan la aurora boreal (por ejemplo, Auroras boreales) a los que puedes contribuir!
Salga y vea una de las verdaderas bellezas de la naturaleza: la aurora, la puerta de entrada de la tierra al cielo.
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