Las Auroras Polares

La aurora polar es un espectáculo luminoso en el cielo nocturno, uno de los fenómenos de la naturaleza más bonitos e impresionantes que podemos contemplar. Consiste en luminiscencias de colores variados con forma de bandas, cortinas, ondas, rizos o rayos de luz que parecen danzar en la noche. La intensidad de los brillos es variable y puede durar desde unos minutos hasta varias horas; cuando se aproxima el amanecer, la luminosidad va desapareciendo con la luz del día.

Las auroras polares han fascinado por su belleza y misterio al ser humano desde tiempos inmemoriales, cada cultura, en cada época, ha interpretado y buscado orígenes diversos para este fenómeno. A menudo se mezclan las leyendas surgidas de la imaginación popular con los intentos de explicación científica sobre el origen de las auroras.

Tras una breve referencia al origen del nombre, a los lugares y a las épocas del año más favorables para su visualización, haré un repaso a los principales testimonios y a las teorías sobre el origen del fenómeno a lo largo de la historia, después abordaré la explicación científica al fenómeno. Por la amplitud del tema, las leyendas sobre las auroras polares se incluyen en esta entrada.

Origen del nombre

La palabra aurora procede del vocablo latino aurora, que está vinculado a significados como “aura”, “resplandor” y “brillo”,  este término se refiere a la luz rosada que antecede a la aparición del sol. En la mitología romana, Aurora es la diosa del amanecer, hermana del Sol y de la Luna.

El término polar sitúa el fenómeno en los polos terrestres. Si se produce en la zona del polo norte se le llama aurora boreal y si se produce en el polo sur, aurora austral.

Sobre la persona que otorgó en nombre de Aurora Borealis, aurora boreal o luces del norte hay una cierta controversia, unos lo atribuyen a Galileo Galilei y su ayudante Guiducci en 1616; otros en cambio asignan la denominación al astrónomo francés Pierre Gassendi en 1621.

Respecto a la Aurora Australis, fue el capitán James Cook quien en 1773 observó el fenómeno en el Océano Índico y le otorgó el nombre de aurora austral o luces del sur.

Dónde y cuándo se puede ver

Las auroras polares están relacionadas con el ciclo de actividad solar, el Sol tiene un máximo de actividad magnética cada once años, aunque pueden observarse en cualquier momento del ciclo solar. Si la actividad solar es mayor, más frecuentes son las auroras y mayor es la probabilidad de que sean visibles en latitudes más alejadas de las zonas polares.

Aunque el fenómeno suele producirse en las zonas polares, hay que tener en cuenta que las posiciones muy próximas a los polos magnéticos Norte y Sur no son las más apropiadas para la observación.

Groenlandia, el Norte de Canadá y Alaska son lugares privilegiados en el Norte, también son frecuentes en las zonas más septentrionales de Europa y Asia.

En el hemisferio Sur, el lugar idóneo para verla es la Antártida; pero en el sur de Australia, en Nueva Zelanda  y en la Patagonia también se ve el fenómeno con cierta frecuencia.

La mejor época para ver la aurora boreal es de septiembre a marzo, en el caso de la aurora austral ocurre al contrario, de marzo a septiembre.

Condición fundamental para poder disfrutar de este espectáculo lumínico es que haya oscuridad suficiente y que el cielo esté despejado. Respecto a la hora, cuando mejor se ve es en torno a la medianoche, entre las 23:00 y las 2:00.

El fenómeno a lo largo de la historia

La representación más antigua de una aurora parece datar de 30.000 años a.C., es la interpretación que ofrecen algunos investigadores ante las pinturas rupestres de unas cuevas en el sur de Francia, si dicha interpretación es cierta, el hombre de cromañón, sería el primero en dejar testimonio gráfico de su existencia.

El documento escrito más antiguo que hace referencia a la aurora aparece en un documento chino, fechado en el año 2.600 a.C. , conocido como Crónicas escritas en tiras de bambú (Chu shu chi nien):

Fu Pao, madre del Emperador Amarillo, Shuan-Yuan, vio grandes relámpagos circulando alrededor de la estrella Su de Bei-Don (la Osa Mayor) e iluminando todo el campo. Luego, quedó embarazada.

En el Antiguo Testamento se describe la visión del profeta Ezequiel (I: 1-28), fechado probablemente sobre el 593 a.C. en la que se describe una gran nube y un fuego brillando en el cielo, tradicionalmente interpretado como una descripción de la aurora polar.

En época de Nabucodonosor II, rey de Babilonia, los astrónomos reales dejaron constancia en unas tablillas de arcilla de las observaciones del cielo que llevaron a cabo, en una de ellas, correspondiente a la noche del 12 al 13 de marzo del año 567 a.C. se describe un resplandor rojizo, como una llamarada en el cielo.

Los griegos también constataron la presencia de auroras boreales en los cielos de la Grecia clásica e intentaron explicar su formación. En Atenas se vieron en los años 479 y 466 a.C., en toda Grecia en 372 y 348 a.C y cerca de Corinto en el año 343 a. C.

La creencia popular de los antiguos griegos hacía responsable de esta luminosidad nocturna al dios Apolo, pero hubo varios intentos de explicar su origen de forma científica,  de esta forma Anaxímenes en el siglo VI a.C creyó que un gas se almacenaba en las nubes y se iba mezclando como en una gran caldera, originando así a un aumento de brillo en el cielo. Anaxágoras en el siglo V a.C. atribuyó el fenómeno a un vapor de fuego que se vertía desde las alturas del cielo a las nubes. Aristóleles , un siglo después, explicó esta luminosidad nocturna como producto de la condensación del aire de las capas altas que a veces producía una combustión en forma de fuego ardiente. Hipócrates y Esquilo pensaron que era el reflejo de la luz del sol en el cielo.

En la cultura romana también se observaron y describieron diversas auroras boreales, algunas de ellas pudieron estar asociadas a sucesos señalados, como el asesinato de Julio César en el año 44 a.C. o la conquista de Jerusalén por parte del ejército romano en el año 70.

Séneca y Plutarco trataron en sus obras el fenómeno  y describieron  sus características de la aurora. Plutarco la describió de la siguiente manera:

Durante setenta y cinco días se vio en el cielo un cuerpo ardiente de gran extensión, como una nube de fuego, que […] se trasladaba con movimientos intrincados y regulares […]. Las llamas de fuego eran llevadas en todas direcciones como estrellas fugaces.

Tras la caída del Imperio Romano las referencias al fenómeno fueron decreciendo considerablemente, en el siglo VI, San Gregorio de Tours escribió sobre la intensa  luminosidad de la aurora; entre los años 500 y 1100 la mayoría de las descripciones de las auroras se encuentran en Las Crónicas de los reyes de Alba o Crónica escocesa y en relatos vikingos.

Con la invención de la imprenta se recuperan las referencias al fenómeno, el primer documento impreso conocido que hace alusión a la aurora boreal está fechado en 1490.

En la segunda mitad del siglo XV y en la primera mitad del XVI se produjo poca actividad solar y auroral, este período se conoce como mínimo de Spörer.

En el siglo XVII se recobre en Europa el interés por el fenómeno, siendo en este siglo cuando Galileo y Gassendi utilizaron el nombre de Aurora Boreal para describir a las auroras polares.

Entre 1645 y 1715 se produjo el mínimo de Maunder, otro período de baja actividad, hasta que el 17 de marzo de 1716 se produjo en Londres la aurora más espectacular del siglo XVIII, fue observada por el astrónomo Edmund Halley, que fue el primero en ofrecer una explicación relacionada con el campo magnético de la Tierra. En 1790 Henry Cavendish hizo un cálculo bastante preciso de la altitud a la que se producen las auroras.

A partir de 1882 se iniciaron estudios científicos sistemáticos impulsados con la creación del Primer Año Polar Internacional (1882-83), un programa internacional de investigación de las zonas polares del planeta.

En 1896, Kristian Birkeland consiguió reproducir en su laboratorio los movimientos de partículas cargadas en un campo magnético facilitando la compresión del mecanismo de formación de auroras.

Las investigaciones continuarán en los años sucesivos, hasta que se inició la era de los satélites artificiales y se pudieron confirmar las teorías correctas sobre el fenómeno. 1957 fue una fecha decisiva en el estudio de las auroras polares, se puso en órbita el primer satélite artificial y tuvo lugar el Año Geofísico Internacional (de julio de 1957 a diciembre de 1958), en el que investigadores de 66 países cooperaron en observaciones sobre el planeta y sus alrededores cósmicos.

Explicación científica

La explicación científica sobre la formación de las auroras polares es bastante compleja, pero intentaré ofrecer a continuación, de forma breve, y espero que sencilla, una explicación al alcance de todos.

En primer lugar hay que tener claro que las auroras polares son plasmas, o lo que es lo mismo, un gas con una carga eléctrica, que es lo que hace que sea visible. Ese plasma se produce a consecuencia del choque de viento solar con la magnetosfera de la Tierra.

Las auroras son electrometeoros que se producen en las latitudes polares en las capas altas de la atmósfera, a unos 80-500 km de la superficie terrestre, y a un máximo de 640 km.

El Sol está situado a unos 150 millones de km de nuestro planeta, la temperatura que alcanza en su superficie es de 6.000 º C, pero en su zona más externa, la temperatura asciende considerablemente, alcanzando hasta 3 millones de grados. La presión, que es mayor en la superficie, hace que continuamente emita partículas, electrones y neutrones, que fluyen en lo que se llama viento solar. Estas partículas se aceleran, son canalizadas por el campo magnético del sol y acaban siendo arrojadas al espacio viajando a una velocidad que oscila entre los 300 y los 1.000 km/s, tardando en llegar a la Tierra unos dos días.

La Tierra es como un gran imán, los metales fundidos en el núcleo del planeta crean potentes corrientes eléctricas, estas corrientes crean la magnetosfera o campo magnético alrededor la Tierra. Hay dos polos, norte y sur, hacia los que se dirigen longitudinalmente las líneas de fuerza magnética.

Cuando este viento solar llega a la Tierra se encuentra con la magnetosfera , que actúa como una especie de pantalla que obstaculiza el paso de las partículas del viento solar. Las corrientes magnéticas canalizan automáticamente estas partículas hacia los polos terrestres, donde entran en contacto con la atmósfera. Los protones y electrones que componen el viento solar chocan contra los átomos y moléculas de los gases que componen la atmósfera terrestre, entonces se produce la excitación de estos gases a niveles superiores de energía, esta energía suplementaria es inestable y es expulsada automáticamente en forma de radiación electromagnética a diferentes longitudes de onda, provocando la luz visible en distintos colores, de esta formal, los átomos vuelven a su estado energético original.

En este vídeo está explicado de forma más visual:

Los colores que podemos observar en las auroras dependen de las partículas que el viento solar excita y del nivel de energía que alcancen, siendo factor importante la altura a la que se encuentren dichas partículas. Si el viento solar colisiona a unos 96 km de la superficie de la Tierra con átomos de oxígeno, la luz será verde, si a esa misma altura choca con nitrógeno, la luz será azul o violeta; si colisiona con átomos de oxígeno a más de 250 km de altitud, la luz será roja.

Una cuestión controvertida es el sonido de las auroras polares, durante mucho tiempo no se daba crédito a la especie de crujidos, crepitaciones o chasquidos silbantes que en ocasiones acompaña a las auroras, se atribuían a la imaginación popular. Recientemente un grupo de científicos finlandeses de la Universidad Aalto lograron grabar por primera vez estos ruidos, descubriendo que tienen su punto de origen a 70 metros de la superficie. A pesar de la constatación de este hecho, aún se desconoce de forma exacta cómo las auroras producen estos sonidos.

Las auroras no son un fenómeno exclusivo de la Tierra, el resto de los planetas de nuestro sistema solar también reciben las partículas del viento solar, la aurora que se produzca en ellos dependerá del tipo de atmósfera que tengan y del campo magnético. Venus carece de campo magnético, en este planeta se forma una aurora muy irregular. Júpiter y Saturno tienen un campo magnético muy fuerte, sus auroras son en forma de coronas ovales de luz. En Urano y Neptuno  el campo magnético no se alinea con el eje rotatorio, sus auroras son muy retorcidas y se producen cerca del ecuador. También algunos satélites de los planetas del sistema solar pueden tener auroras si se dan las condiciones necesarias para ello.

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