Significado de aurora polar (boreal y austral) Definición, diferencia, y resumen
Licenciada en Física
Definición formal
La aurora polar es un acontecimiento luminoso que ocurre en la alta atmósfera de la Tierra, consistente en áreas de hermosos y brillantes colores en el cielo, visibles en las regiones cercanas a los polos norte y sur. Cuando se observa en las cercanías del polo norte, la aurora se denomina boreal (el 'alba del norte' según Galileo), y en el polo sur, austral. Ambas son, en efecto, el mismo fenómeno, cuya diferencia radica en la ubicación geográfica.
Las auroras polares conforman un bello espectáculo de la naturaleza que ha cautivado a la humanidad desde el comienzo de los tiempos. Los antiguos pobladores de las zonas donde son frecuentes, las asociaron con los espíritus de los fallecidos y hasta han servido como presagio de sucesos funestos.
Durante algún tiempo se creyó que las auroras eran el reflejo de la luz del Sol en multitud de cristales de hielo, pero en 1908, el físico noruego Kristian Birkeland (1868-1917) demostró experimentalmente que la causa está en la interacción entre el campo magnético y partículas cargadas eléctricamente.
Resumen de la formación del fenómeno
Las auroras polares tienen su origen en la interacción del viento solar con la magnetosfera terrestre. El astro rey emite continuamente una suave corriente de partículas cargadas hacia el resto del Sistema Solar, conocida como viento solar. En ocasiones, y debido a la actividad del Sol, esta corriente se acrecienta notablemente.
Por su parte, la Tierra posee un campo magnético que la rodea como un manto protector. Los campos magnéticos y las partículas con carga eléctrica interaccionan, de esta forma, las partículas del viento solar son dirigidas por el campo hacia los polos, donde este es más intenso y perpendicular a la superficie. Los rayos de la aurora siguen esta dirección.
Una vez allí, las partículas cargadas colisionan con los diferentes gases que conforman la atmósfera terrestre: nitrógeno y oxígeno mayormente. Al hacerlo, el nivel energético de los átomos de estos gases se eleva al ser ionizados, ganando temporalmente un electrón, del que en breve se desprenden.
Al desprender el electrón, los átomos vuelven a su estado original de energía, y el exceso de esta es liberado en forma de radiación electromagnética en el rango de luz visible.
Generación de luz por los átomos
Resulta interesante la manera en que un átomo es capaz de emitir luz, ya que ayuda a explicar cómo se producen las luces de las auroras.
Ocurre que, en el interior del átomo, los electrones están dispuestos en orbitales, pero no hay nada estático en ellos, porque pueden moverse de un orbital a otro. Y cuando así sucede, la energía del átomo cambia.
Si un electrón se mueve hacia afuera desde un orbital interno, el átomo gana energía y se dice que entra en un estado excitado. Por otro lado, si un electrón se mueve hacia adentro, acercándose al núcleo, la energía del átomo disminuye.
Aunque la energía del átomo cambie, la diferencia entre el estado energético final y el inicial no desaparece simplemente, porque una de las leyes fundamentales de la naturaleza establece que la energía se conserva, nunca se crea ni destruye, sino que cambia de forma.
Por lo tanto, la diferencia de energía que surge cuando el átomo pasa de un estado a otro debe manifestarse de alguna manera. Y en el caso de las auroras, los átomos en la atmósfera emiten luz, en un proceso llamado justamente “emisión”.
Además de la luz emitida durante las auroras, la luz del Sol y de las estrellas son buenos ejemplos de emisión.
Cómo observar las auroras
Las auroras polares casi siempre están restringidas a una región con forma oval, cuyo centro coincide con alguno de los polos magnéticos, cercanos, pero no coincidentes con los polos geográficos.
En el hemisferio norte, las auroras boreales pueden verse en el norte de Canadá, Suecia, Noruega (archipiélago de Lotofen) y Rusia, así como en Alaska, Groenlandia e Islandia. En el hemisferio sur se observan en la Antártida y muy al sur del océano Pacífico.
Quienes habitan cerca de estas zonas las verán con relativa frecuencia. Rara vez las auroras se observan al sur (o al norte, según el hemisferio) de estas regiones, a menos que la actividad solar sea muy intensa. Esto fue lo que ocurrió durante el evento Carrington el 1 de septiembre de 1859, cuando se reportó la aparición de auroras incluso en Centroamérica.
El hecho se debió a una enorme tormenta geomagnética causada por una inusualmente intensa actividad solar.
En cuanto a los mejores momentos para verlas, lo importante es que el cielo esté muy oscuro, por lo que es preferible esperar a la medianoche o más tarde y que la luna no esté visible. En Alaska, las auroras comienzan a verse a partir de mediados de agosto y en Noruega desde el mes de septiembre. En el hemisferio norte, la temporada de auroras finaliza aproximadamente en el mes de marzo.
Cuanto más frío y seco esté el aire, tanto mejor, entonces el espectador afortunado verá aparecer en el cielo cintas de luz de colores que ondulan. El verde es el color más común y es producido por la interacción con las moléculas de oxígeno a unos 90 km de altura.
El rojo también es producido por el oxígeno, pero a una mayor altura, alrededor de 200 km. Por su parte, los azules y violetas se originan en la interacción con el nitrógeno a 120 km de altura y también se emite algo de ultravioleta, invisible al ojo humano.
Ahora bien, ¿este fenómeno existe en otros planetas? El telescopio espacial Hubble y el satélite Chandra muestran que también se forman espectaculares auroras polares en los grandes planetas gaseosos: Júpiter y Saturno. Ya que el viento solar se extiende a los confines del Sistema Solar, y estos planetas tienen campos magnéticos intensos, no es de sorprender que también hagan gala de extensas auroras en sus polos.
Trabajo publicado en: Jun., 2021.