Seguro que habéis visto esas fotos nocturnas de un espectacular cielo teñido de colores verde, rojo y azul. Las auroras son realmente llamativas, pero, ¿cómo se forman esas luces? Vamos a intentar explicároslo.

El nombre de aurora se le dio por la diosa romana del amanecer. El apellido, boreal o austral, depende tan solo de que se produzcan en el Polo Norte o en el Polo Sur. De hecho, también se las conoce como luces del norte o luces del sur. Las auroras más “famosas” son las boreales, las que se producen en el hemisferio norte, pero esto solo se debe a que en el Polo Sur hay menos asentamientos humanos, pero este fenómeno se produce por igual en ambos polos.

¿Por qué se producen estas luces?

El origen de las auroras comienza lejos de nosotros, concretamente en la superficie solar. El Sol emite de manera continua viento solar, que está formado por partículas cargadas que se desplazan por el sistema solar. En ocasiones, grandes cantidades de gas electrificado son emitidas al espacio. A estas erupciones las llamamos eyecciones de masa coronal (CME por sus siglas en inglés) y son un tipo de tormenta solar. Estas CME lanzan miles de millones de partículas a una velocidad de hasta 8 millones de km/h. Durante los ciclos de mayor actividad solar se producen varias de estas tormentas solares al día y algunas de ellas son lanzadas en dirección a la Tierra. Cuando esta “tormenta solar” alcanza la Tierra (tarda desde 18 horas hasta unos pocos días) se produce el fenómeno denominado “reconexión magnética”, que provoca la aceleración de las partículas cargadas a través de la atmósfera. Recordemos que la Tierra tiene un campo magnético, con los polos norte y sur magnéticos casi coincidentes con los geográficos pero invertidos, es decir, el norte magnético está en el sur geográfico y viceversa.

La magnetosfera no la debemos imaginar como una esfera alrededor de la Tierra, sino más bien tiene forma de lágrima, con la “cola” en la parte más alejada del sol. Además, es “fluida”, puesto que oscila continuamente para adaptarse a la intensidad variable del viento solar.

Imagen: NASA

Cuando las partículas del viento solar son aceleradas al entrar en contacto con la magnetosfera, se produce un efecto embudo, que dirige las partículas cargadas hacia los polos. En realidad, es un poco más complicado, puesto que se produce el acople de las líneas del campo magnético, así como un estiramiento de este, pero lo esencial es quedarnos con la idea de que las partículas cargadas que vienen del Sol son aceleradas y dirigidas hacia los polos cuando llegan al campo magnético de la Tierra.

Ilustración: Henning Dalhoff / SPL/ AGE Fotostock. Tomada de  National Geographic, https://www.nationalgeographic.com.es/naturaleza/grandes-reportajes/auroras-boreales-se-alza-el-telon-2_8860/9

Según estas partículas cargadas se acercan a la superficie de la Tierra, atraviesan la ionosfera, que es una capa que limita exteriormente con la atmósfera y que está llena de iones: átomos de oxígeno y nitrógeno cargados, originados por los rayos ultravioleta procedentes del Sol. La ionosfera actúa como conductor de las partículas cargadas del viento solar y es allí donde se produce la aurora, entre 80 y 110 km de altura. Los electrones chocan con las moléculas de oxígeno y nitrógeno, que se excitan, es decir, aumentan su energía. Luego se “desexcitan”, es decir, vuelven a su nivel normal de energía, emitiendo en este proceso luz, en un fenómeno similar a las luces fluorescentes o de neón de los anuncios. El color de las luces depende del átomo implicado en la colisión. Así, el color verde y los tonos amarillos se deben al oxígeno, mientras que los azules, rojos y púrpuras se deben al nitrógeno. Estos choques entre partículas cargadas y átomos continúan a altitudes cada vez menores, hasta que la energía disminuye tanto que ya no es capaz de excitar a los átomos atmosféricos.

Gráfico tomado de www.aurorasaurus.org

Así que, en realidad, cuando vemos esas preciosas luces brillar en los cielos de los polos, lo que en realidad estamos viendo son miles de millones de colisiones que iluminan las líneas del campo magnético de la Tierra.

¿Sólo se dan auroras en los Polos?

Por la propia configuración de la magnetosfera y la interacción que se produce con las emisiones solares, es mucho más frecuente que las auroras se produzcan en las regiones polares.  Sin embargo, si la actividad solar es lo suficientemente intensa pueden llegar a verse en latitudes más bajas. De hecho, se sabe, por ejemplo, de una aurora boreal en España en enero de 1938, que, inicialmente, fue confundida con bombardeos de la Guerra Civil. En 2011 se vio una aurora ¡en Alabama!

Por cierto, existe un proyecto de ciencia ciudadana, Aurorasaurus, donde se puede informar sobre dónde se ha observado una aurora, conocer las zonas donde más probablemente se van a dar las auroras ese día y muchas cosas más. Os animamos a que visitéis la página.

Captura de pantalla de www.aurorasaurus.org

¿Es verdad que las auroras emiten sonidos?

Sí, así lo demostraron en 2012 investigadores finlandeses. Hasta entonces se creía que el hecho de que las auroras emitieran sonidos era una leyenda. Sin embargo, investigadores de la Universidad Aalto en Finlandia fueron capaces de grabar los sonidos asociados a las auroras y determinaron que se forman a tan solo 70 metros por encima del nivel del suelo. El sonido que emite una aurora es una sucesión de crujidos y chisporroteos. Los podéis oír en el vídeo:

¿Existen auroras en otros planetas?

Efectivamente, las auroras también existen en otros planetas. Así, se han detectado auroras en Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, provocadas, al igual que las terrestres, por la interacción entre el viento solar y el campo magnético planetario.

Debajo podemos ver una imagen de Júpiter captada por el telescopio espacial Hubble en 2014. Sobre ella se han superpuesto fotografías de luz visible y ultravioleta de auroras observadas en 2016. Se conoce de la existencia de auroras en Júpiter desde el año 1979, gracias a la sonda Voyager 1.

Foto: NASA, ESA

Imagen de una aurora en el Polo Sur de Saturno (Imagen de NASA/ESA/STScI/A. Schaller)