Luces de colores se mueven fantasmagóricamente en los cielos nocturnos de los círculos polares: son las auroras, un fenómeno deslumbrante e inolvidable para quien lo presencia que ha dado origen a mitos y leyendas en las regiones escandinavas. Pero el aura de misterio que rodea a la aurora boreal, en el Ártico, y a la austral en el Antártico, ha sido desvelada por la ciencia.

En un principio, se pensó que las auroras se debían al reflejo de la luz solar en partículas de hielo suspendidas en la atmósfera. En 1888, Anders Jonas Angström se encargó de refutar esta idea, demostrando que los espectros de las auroras y de la luz normal son bien diferentes.

La explicación aceptada hoy es que las auroras son fruto del choque entre el viento solar y el campo magnético de la Tierra. Funcionan de manera similar a un tubo fluorescente, que no es más que un tubo de vacío relleno de un gas como el neón y con un electrodo en cada extremo: los electrones que fluyen desde el lado negativo hacia el positivo chocan con los átomos de neón, excitándolos y produciendo así la emisión de luz. En el caso de la aurora, el gas puede ser nitrógeno u oxígeno de las capas altas de la atmósfera, cuyas moléculas y átomos emiten luz de diferentes colores al ser bombardeados por electrones que se mueven a velocidades muy altas. Pero,

De Dónde Vienen los Electrones

La capa externa de la atmósfera solar (corona) está formada por gases, generalmente hidrógeno, tan calientes que los átomos eléctricamente neutros, sin carga, se desdoblan en iones positivos y, sobre todo, en electrones. Estas partículas escapan de la estrella a una velocidad de entre 300 y 1.000 km/segundo y constituyen el viento solar.

Volvamos un momento a la Tierra: nuestro planeta, al igual que otros cuerpos celestes con un núcleo líquido eléctricamente conductor y una velocidad de rotación lo suficientemente rápida, genera un campo magnético a su alrededor. Las líneas de ese campo magnético, denominadas "magnetosfera", son moldeadas y empujadas por el viento solar, creando una cavidad con forma de cometa en el lado que está frente al Sol. Mientras, en el lado "nocturno", la magnetosfera se extiende en forma de cola a más de dos millones de kilómetros de distancia de la Tierra. En el límite exterior "diurno" de la magnetosfera, llamado magnetopausa, las líneas del campo magnético terrestre se tensan como cuerdas elásticas por la acción del viento solar de manera que hay un equilibrio entre la intensidad del campo magnético terrestre y la del Sol.

En este punto, las partículas cargadas del viento solar soplan a través del campo interconectado, de manera similar a como un conductor eléctrico actúa a través de un campo magnético. La aurora se comporta, pues, como un gigantesco generador eléctrico que puede llegar a producir de 1 a 10 millones de MW, mientras que las grandes centrales generadoras de potencia apenas producen 1.000 MW.

La corriente de partículas del viento solar fluye a lo largo de las líneas del campo magnético terrestre concentrándose donde esas líneas están más juntas, en las regiones polares. De esta manera, se crea una especie de anillo, la aurora oval, que tiene su centro en el eje magnético terrestre, distinto del geométrico. Los electrones e iones del viento solar fluyen del terminal positivo al negativo, atravesando la ionosfera (la capa atmosférica cargada eléctricamente) por la región polar. Mediante un complejo sistema de doble circuito de descarga eléctrica, las partículas solares impactan contra los átomos y moléculas de los gases que componen las capas altas de la atmósfera, cargándolos eléctricamente y haciendo que emitan luz, como ocurre en los tubos fluorescentes.

El Color de las Auroras.

El color de las auroras varía en función del gas excitado, de la altura a la que se producen los choques de partículas y de la energía que transportan éstas. Así, en la ionosfera hay oxígeno atómico, es decir, O₂ desdoblado por la acción de los rayos ultravioletas del Sol: si los electrones bombardean esta capa el color de la luz emitida será blanco-verdoso, el más común en las auroras. Si tienen bandas rojo-violetas o rosáceas, con bordes ondulados, es porque los electrones e iones son más energéticos y han conseguido penetrar más profundo en las capas de la atmósfera, excitando moléculas neutras de nitrógeno. La luz azul-violeta, por último, proviene de la excitación de moléculas ionizadas del mismo gas. Pero las radiaciones del espectro visible son sólo una pequeña parte de todas las radiaciones que pueden emitir las auroras, ya que también producen rayos X, ultravioletas e infrarrojos.

Autor: Encarna Sáez Asensio. Periodista científica.