Rafael Fernández Espinosa (@Thorfoe)

¡¿Aurora boreal?!

La sorpresa del superintendente Chalmers ante la supuesta aparición de una aurora en la cocina del director Skinner no es tema baladí, y es que estos fenómenos son una delicia visual que nos regala la interacción de nuestro planeta con el astro Rey.

iss029-e-6012
Imágenes: NASA

Hoy en día resulta prácticamente imposible encontrar a una persona que no haya visto una imagen de las conocidas luces del norte, pero ¿sabéis por qué ocurren?

Para averiguarlo, antes tenemos que hacer una parada en nuestros queridos átomos y sus excitaciones y desexcitaciones. Grosso modo, podemos entender un átomo como una especie de «sistema solar»; en el centro encontramos el núcleo y en torno a él orbitan unas partículas cargadas, que conocemos como electrones. Pues bien, cuando un átomo recibe energía procedente de una cantidad de luz (fotón) este pierde electrones de sus capas más externas y entra en lo que se conoce como estado excitado, un estado en el que no se encuentra cómodo, así que libera de nuevo esa energía en forma de onda electromagnética (o luz, por abreviar) para volver a su estado original. Este proceso se conoce como radiación y puede observarse a simple vista si la onda electromagnética se encuentra en el rango del espectro visible, es decir, que la luz emitida por el átomo al volver a su estado fundamental entre dentro de los colores que nuestro ojo puede percibir.

Siendo ya unos maestros de física atómica, podemos comprender la formación de las auroras: el Sol produce los conocidos vientos solares, que consisten en grandes expulsiones de partículas cargadas (ionizadas) al exterior. Estos vientos solares inciden sobre el campo magnético terrestre, colisionando con los átomos de la atmósfera y transmitiéndoles su energía. Esta energía se almacena en los polos hasta que, llegados a su límite, los átomos de la atmósfera la liberan en forma de radiación visible sobre las capas ulteriores de la atmósfera, dando lugar a las auroras que conocemos. De encontrarse en el polo norte, apodamos a las auroras como boreales, mientras que las del polo sur reciben el nombre de australes.

 

Aun así, todavía no estamos del todo satisfechos. Nos queda clara la naturaleza de las auroras, pero ¿qué hay de esas formas tan peculiares? ¿Por qué observamos líneas separadas y serpenteantes? ¿Y por qué de distintos colores? Toca estudiar otra vez. Uf…

Imaginemos la Tierra como un superimán que produce un campo magnético como el de la imagen:

Representamos el campo magnético con líneas de intensidad, que salen de un polo y entran por el otro. Cuando llegan partículas cargadas procedentes de los vientos solares, estas experimentan una fuerza magnética que cambia su dirección. Además, la presión ejercida por el viento solar deforma estas líneas, lo que resulta en el serpenteo en constante cambio de las auroras. 

El hecho de que observemos distintos colores se debe a la composición y energía propias de las partículas del viento solar y a la correspondiente radiación de sus átomos por desexcitación.

Un tipo especial de aurora son las conocidas como perlas aurorales, que, como se muestra en la imagen, dibujan una especie de collar de perlas a lo largo del cielo.

Parecía que no, pero tal y como hemos visto podemos aprender mucho de las auroras y ser testigos de fenómenos como el campo magnético terrestre, escudo natural de nuestro planeta ante los vientos solares. Chalmers hace bien en quedar sorprendido.