Cómo Funcionan Las Auroras

{h1}

Una aurora es un fenómeno de luz causado por los vientos solares que interactúan con el campo magnético de la tierra. Aprenda más sobre las auroras.

Si está acampando cerca de la frontera de Estados Unidos / Canadá o puntos más al norte, es posible que vea un brillo misterioso en el cielo nocturno. A veces puede parecer un crepúsculo. En otras ocasiones puede parecer una cinta de luz brillante y danzante. La luz puede ser verde, roja, azul o una combinación de estos colores. Lo que estás viendo se llama Aurora boreal, o simplemente un Aurora.

Las auroras han significado diferentes cosas para diferentes culturas. Los vikingos pensaban que las auroras eran reflejos de la armadura de las míticas valquirias. Para los esquimales nativos de Groenlandia y Canadá cercano, las auroras eran comunicaciones de los muertos. Para los indios americanos, eran luces de enormes fogatas en el norte. En la época medieval, las auroras eran presagios de guerra o desastres, como la plaga. Hoy, sabemos que son un fenómeno de luz causado por partículas de alta energía de los vientos solares del sol que interactúan con el campo magnético de la Tierra. Sin embargo, conocer la razón física de las auroras ciertamente no resta valor a estos hermosos espectáculos de luz natural.

Debido a que las auroras son causadas por la interacción de los vientos solares con el campo magnético de la Tierra, se pueden ver con mayor frecuencia cerca de los polos, tanto al norte como al sur. En el norte, se llaman aurora boreal, o Auroras boreales. Aurora es el nombre de la diosa romana del alba, y "boreal" significa "norte" en latín. En el hemisferio sur se llaman auroras. aurora austral (Latín para "sur").

Las auroras siguen los ciclos solares y tienden a ser más frecuentes a fines del otoño y principios de la primavera (octubre, febrero y marzo son los mejores meses para verlos). Alrededor del Círculo Polar Ártico en el norte de Noruega y Alaska, puedes verlos casi todas las noches. A medida que viajas hacia el sur, su frecuencia disminuye. Alrededor del sur de Alaska, el sur de Noruega, Escocia y el Reino Unido, pueden aparecer de una a diez veces por mes. Cerca de la frontera entre Estados Unidos y Canadá, puede verlos de dos a cuatro veces al año. Una o dos veces por siglo, podrían aparecer en el sur de los Estados Unidos, México y las regiones ecuatoriales.

Echemos un vistazo más de cerca a las auroras y lo que las causa.

¿Cómo son las auroras?

Red aurora boreal sobre el Parque Nacional Wrangell / St.Elias en Alaska

Red aurora boreal sobre el Parque Nacional Wrangell / St.Elias en Alaska

Como mencionamos, las auroras toman diferentes apariencias. Pueden parecer un brillo anaranjado o rojo en el horizonte, como un amanecer o un atardecer. A veces pueden confundirse con incendios en la distancia, como pensaron los indios americanos. Pueden verse como cortinas o listones y moverse y ondular durante la noche.

Las auroras pueden ser verdes, rojas o azules. A menudo, serán una combinación de colores, con cada color visible a una altitud diferente en la atmósfera.

  • Azul y violeta: menos de 120 kilómetros (72 millas)
  • Verde: 120 a 180 km (72 a 108 millas)
  • Rojo: más de 180 km (108 millas).

Después de un máximo solar particularmente activo en el ciclo solar, el color rojo puede aparecer en altitudes entre 90 y 100 km (54 a 60 millas).

Los iones de oxígeno irradian luz roja y amarilla. Los iones de nitrógeno irradian luz roja, azul y violeta. Vemos verde en las regiones de la atmósfera donde están presentes tanto el oxígeno como el nitrógeno. Vemos diferentes colores a diferentes altitudes porque la concentración relativa de oxígeno a nitrógeno en la atmósfera cambia con la altitud.

Las auroras pueden variar en brillo. Las personas que regularmente observan auroras e informan sobre ellas generalmente usan una escala de calificación de cero (débil) a cuatro (muy brillante). Anotarán la hora, la fecha, la latitud y los colores de la aurora y harán bocetos rápidos de la aurora contra el cielo. Estos informes ayudan a los astrónomos, astrofísicos y científicos de la Tierra a monitorear las actividades aurorales. Las auroras pueden ayudarnos a comprender el campo magnético de la Tierra y cómo cambia con el tiempo.

Debido a que el campo magnético de la Tierra es tridimensional, la aurora aparece como un anillo ovalado alrededor del polo. Esto se ha observado desde los satélites, la Estación Espacial Internacional y el transbordador espacial. No es un círculo perfecto porque el campo magnético de la Tierra está distorsionado por los vientos solares.

El anillo auroral puede variar en diámetro. Las auroras se pueden ver tan al sur como el sur de los Estados Unidos, pero no con frecuencia. En general, se quedan cerca de las regiones polares. También ocurren en pares: cuando vemos una aurora boreal, hay una aurora australis correspondiente en el hemisferio sur (descubra por qué en la página siguiente).

¿Ocurren las auroras solo en la Tierra?

Debido a que las auroras son causadas por las interacciones de los vientos solares y las erupciones solares con los campos magnéticos de un planeta, uno pensaría que también ocurrirían en otros planetas. Lo que necesitas es:

  • Las llamaradas solares y los vientos que proporcionan las partículas cargadas y la energía para interactuar con el campo magnético de un planeta.
  • Un campo magnético planetario (probablemente de cierta fuerza) que atrapa electrones del espacio.
  • Una atmósfera planetaria que contiene gases iónicos que interactúan con electrones energéticos del campo magnético y producen luz a través de la excitación y la relajación de sus electrones.

Entonces, con estas condiciones, hemos observado auroras en Júpiter y Saturno. Ambos planetas tienen poderosos campos magnéticos y atmósferas con gases ionizados, principalmente hidrógeno y helio.

El Telescopio Espacial Hubble captó imágenes de auroras en Júpiter, y la sonda Cassini que orbita Saturno ha fotografiado auroras allí. -

¿Qué causa las auroras?

Ilustración de cómo los vientos solares impactan la magnetosfera terrestre.

Ilustración de cómo los vientos solares impactan la magnetosfera terrestre.

Las auroras son indicadores de la conexión entre la tierra y el sol. La frecuencia de las auroras se correlaciona con la frecuencia de la actividad solar y el ciclo de actividad de 11 años del sol.

A medida que el proceso de fusión ocurre dentro del sol, arroja partículas de alta energía (iones, electrones, protones, neutrinos) y radiación en el viento solar. Cuando la actividad del sol es alta, también verás grandes erupciones llamadas erupciones solares y eyecciones de masa coronal. Estas partículas y radiaciones de alta energía se liberan en el espacio y viajan a través del sistema solar. Cuando golpean la Tierra, encuentran su campo magnético.

Los polos del campo magnético de la Tierra se encuentran cerca, pero no exactamente, en sus polos geográficos (donde el planeta gira sobre su eje). Los científicos creen que el núcleo externo de hierro líquido de la Tierra gira y crea el campo magnético. El campo está distorsionado por el viento solar, comprimiéndose en el lado que mira al sol (arco de choque) y dibujado en el lado opuesto (magnetotail). Los vientos solares crean una abertura en el campo magnético en el cúspides polares. Las cúspides polares se encuentran en el lado solar de la magnetosfera (El área alrededor de la Tierra que está influenciada por el campo magnético). Veamos cómo esto conduce a una aurora.

  1. Cuando las partículas cargadas de los vientos solares y las llamaradas golpean el campo magnético de la Tierra, viajan a lo largo de las líneas del campo.
  2. Algunas partículas se desvían alrededor de la Tierra, mientras que otras interactúan con las líneas del campo magnético, causando que las corrientes de partículas cargadas dentro de los campos magnéticos viajen hacia ambos polos, por eso hay auroras simultáneas en ambos hemisferios. (Estas corrientes se llaman Corrientes de Birkeland después de Kristian Birkeland, el físico noruego que los descubrió (ver barra lateral).
  3. Cuando una carga eléctrica atraviesa un campo magnético, genera una corriente eléctrica (ver Cómo funciona la electricidad). A medida que estas corrientes descienden a la atmósfera a lo largo de las líneas de campo, recogen más energía.
  4. Cuando golpean el ionosfera Región de la atmósfera superior de la Tierra, chocan con iones de oxígeno y nitrógeno.
  5. Las partículas impactan los iones de oxígeno y nitrógeno y transfieren su energía a estos iones.
  6. La absorción de energía por los iones de oxígeno y nitrógeno hace que los electrones dentro de ellos se "exciten" y pasen de los orbitales de baja energía a los de alta energía (ver Cómo funcionan los átomos).
  7. Cuando los iones excitados se relajan, los electrones en los átomos de oxígeno y nitrógeno regresan a sus orbitales originales. En el proceso, re-irradian la energía en forma de luz. Esta luz constituye la aurora, y los diferentes colores provienen de la luz irradiada por diferentes iones.

Nota: Las partículas que interactúan con los iones de oxígeno y nitrógeno en la atmósfera no provienen del sol, sino que ya estaban atrapadas por el campo magnético de la Tierra. Los vientos y las llamaradas solares perturban el campo magnético y ponen en movimiento estas partículas dentro de la magnetosfera.

Para obtener más información sobre las auroras, eche un vistazo a los enlaces en la página siguiente.

¿Cómo sabemos qué causa las auroras?

En 1895, un físico noruego llamado Kristian Birkeland abordó la pregunta de qué causa las auroras. Birkeland creía que las auroras eran causadas por electrones del sol que interactuaban con el campo magnético de la Tierra. Para probar esto, colocó un imán esférico llamado terrella Dentro de una cámara de vacío. También tenía un cañón de electrones dentro de la cámara. Cuando encendió la pistola, los electrones interactuaron con el campo del imán y produjeron una aurora artificial, apoyando su hipótesis.

La aurora artificial de Birkeland no mostraba el característico anillo ovalado. El auroral realmente fue predicho por un estudiante graduado japonés llamado Shun-ichi Akasofu en 1964. Examinó las fotografías de las auroras y concluyó que las auroras eran anillos. Entonces, ¿por qué no eran el óvalo de auroras de Birkeland? Birkeland pensó que los electrones que excitaban los iones de oxígeno y nitrógeno provenían directamente del sol. Sólo cuando los satélites empezaron a estudiar las auroras y midieron la magnetosfera, los científicos descubrieron que los electrones provenían de la propia magnetosfera. Cuando esta idea se colocó en modelos matemáticos, se pudieron explicar los anillos aurorales.

Artículos de WordsSideKick.com

  • Cómo funciona el sol
  • Cómo funciona la tierra
  • Cómo funcionan los átomos
  • Cómo funciona la luz
  • Cómo funcionan los imanes
  • Cómo funciona la electricidad
  • Cómo funciona el telescopio espacial Hubble
  • Cómo funcionan las galaxias
  • Cómo funciona la vía láctea
  • Cómo funciona la luna


Suplemento De Vídeo: Aurora Boreal - Esquema de Como ela Funciona.




Investigación


Por Qué El Fertilizante Es Peligroso (Infografía)
Por Qué El Fertilizante Es Peligroso (Infografía)

Canadá Con 50 Millones De Años De Antigüedad En Zonas Tropicales Ricas En Diversidad
Canadá Con 50 Millones De Años De Antigüedad En Zonas Tropicales Ricas En Diversidad

Noticias De Ciencia


Cómo El Astrofísico Neil Tyson Consiguió Que Su Hijo Probara Al Hada De Los Dientes
Cómo El Astrofísico Neil Tyson Consiguió Que Su Hijo Probara Al Hada De Los Dientes

Prueba Pits Terremoto Pronósticos Uno Contra El Otro
Prueba Pits Terremoto Pronósticos Uno Contra El Otro

Inmunoterapia: ¿Podría El Cuerpo Humano Ser Entrenado Para Combatir El Cáncer?
Inmunoterapia: ¿Podría El Cuerpo Humano Ser Entrenado Para Combatir El Cáncer?

¿Cómo Hizo Eso? Física Demos Levitación Cuántica
¿Cómo Hizo Eso? Física Demos Levitación Cuántica

Los Peces Nadaron En El Sahara, Reforzando La Teoría De África
Los Peces Nadaron En El Sahara, Reforzando La Teoría De África


ES.WordsSideKick.com
Reservados Todos Los Derechos!
La Reproducción De Cualquier Permitió Sólo Prostanovkoy Enlace Activo Al Sitio ES.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ES.WordsSideKick.com