La aurora polar es uno de los fenómenos mas hermosos que se pueden observar en los cielos de nuestro planeta, es un fenómeno en forma de brillo o luminiscencia que aparece en el cielo nocturno de las zonas polares del planeta, también puede aparecer en otras partes del mundo durante breves periodos de tiempo. Es conocida por diferentes nombres según el hemisferio en donde se observe, es conocida como aurora boreal en el hemisferio norte y como aurora austral en el hemisferio sur, su nombre proviene de Aurora que era la diosa romana del amanacer y de la palabra griega Bóreas, que significa norte, ya que en Europa comúnmente aparece en el horizonte con un tono rojizo, como si el sol emergiera de una dirección inusual.
Los momentos mas indicados para poder apreciar esta belleza en los cielos comprende entre los meses de septiembre y marzo en el hemisferio norte, y entre marzo y septiembre en el hemisferio sur. Esto ocurre en los meses de invierno de cada hemisferio ya que durante el verano las noches tienen una escasa duración. Las auroras se produce cuando una eyección de masa solar choca con la magnetosfera terrestre, esta energía se va almacenando hasta el punto que no puede más, y esta energía almacenada se dispara en forma de radiaciones electromagnéticas sobre la ionosfera terrestre, creando unos efectos visuales increibles que son lo que se conoce como auroras polares.
Los colores que vemos en las auroras dependen de la especie atómica o molecular que las partículas del viento solar excitan y del nivel de energía que esos átomos o moléculas alcanzan. El oxígeno es responsable de los dos colores primarios de las auroras, el verde y el amarillo y el nitrógeno, al que una colisión le puede desligar alguno de sus electrones de su capa más externa, produce una luz azulada, mientras que las moléculas de helio son muy a menudo responsables de la coloración rojo.
Una aurora se produce cuando una eyección de masa solar choca con la magnetosfera terrestre. Esta esfera que nos rodea obedece al campo magnético generado por el núcleo de la Tierra, formada por líneas invisibles que parten de los dos polos, como si fuera un imán. Cuando la masa solar choca con nuestra esfera protectora, estas radiaciones solares conocidas con el nombre de viento solar, se desplazan a lo largo de dicha esfera. En el hemisferio que se encuentra en la etapa nocturna de la Tierra en los polos, donde están las otras líneas de campo magnético, se va almacenando la energía hasta el punto que no puede más, y la energía almacenada se dispara en forma de radiaciones electromagnéticas sobre la ionosfera terrestre, creadora, principalmente, creando unos efectos visuales increibles.
El Sol está emitiendo continuamente partículas que constituye un flujo de partículas denominado viento solar. las partículas cargadas que se encuentran en la atmósfera del Sol tienden a escapar y son aceleradas y canalizadas por el campo magnético del Sol, alcanzando la órbita de otros cuerpos de gran tamaño como la Tierra. Además existen fenómenos muy energéticos, como las fulguraciones o las eyecciones de masa coronal que incrementan la intensidad del viento solar.
Las partículas del viento solar viajan a velocidades que oscilan aproximadamenteentre 300 a 1000 km/s, de modo que recorren la distancia entre el Sol y la Tierra en unos dos días aproximadamente. Cuando se aproximan a la tierra el viento solar es deflectado por el campo magnético de la Tierra o magnetósfera. El viento solar empuja a la magnetosfera y la deforma de modo que en lugar de un haz uniforme de líneas de campo magnético como las que mostraría un imán imaginario colocado en dirección norte-sur en el interior de la Tierra, lo que se tiene es una estructura alargada con forma de cometa con una larga cola en la dirección opuesta al Sol. Las partículas cargadas tienen la propiedad de quedar atrapadas y viajar a lo largo de las líneas de campo magnético, de modo que seguirán la trayectoria que le marquen éstas.
Las partículas atrapadas en la magnetósfera colisionan con los átomos y moléculas de la atmósfera de la Tierra que se encuentran en su nivel más bajo de energía, en el denominado nivel fundamental. El aporte de energía que se proporciona a estas provoca estados de alta energía denominados de excitación. En poco tiempo, del orden de las millonésimas de segundo los átomos y moléculas vuelven al nivel fundamental perdiendo esa energía en una longitud de onda que son visibles para el ser humano, lo que vulgarmente viene a ser la luz en sus diferentes colores.
Las auroras están por encima de los 95 km respecto a la superficie terrestre ya que a esa altitud la atmósfera ya es suficientemente densa para que los choques con las partículas cargadas ocurran, con suficiente frecuencia que los átomos y moléculas están prácticamente en reposo. Por otro lado, las auroras no pueden estar más arriba de los 500-1000 km porque a esa altura la atmósfera es demasiado poco densa para que las pocas colisiones que ocurren tengan un efecto significativo en su aspecto lumínico.
Las aurosas polares tienen unos colores, estructuras y formas muy diversos que cambian rapidamente. Durante una noche, la aurora puede comenzar como un arco aislado muy alargado que se va extendiendo en el horizonte, generalmente en dirección de este a oeste. Hacia la media noche el arco suele comenzar a incrementar su brillo y formar ondas o rizos a lo largo del arco, también estructuras verticales que se parecen a rayos de luz muy alargados y delgados. En algunas ocasiones la totalidad del cielo puede llenarse de bandas, espirales, y rayos de luz que se mueven rápidamente por el horizonte. Su actividad puede durar desde unos pocos minutos hasta horas. Cuando se aproxima el alba todo el proceso parece calmarse y tan sólo algunas pequeñas zonas del cielo aparecen brillantes hasta que llega la mañana.
Los colores que vemos en las auroras dependen de la especie atómica o molecular que las partículas del viento solar excitan y del nivel de energía que esos átomos o moléculas alcanzan. El oxígeno es responsable de los dos colores primarios de las auroras, el verde y amarillo a una longitud de onda energética de 557,7 nm, mientras que el color más rojo lo produce una longitud menos frecuente en estos fenómenos a 630.0 nm. El nitrógeno, al que una colisión le puede desligar alguno de sus electrones de su capa más externa, produce una luz azulada, mientras que las moléculas de Helio son muy a menudo responsables de la coloración rojo/púrpura de los bordes más bajos de las auroras y de las partes más externas curvadas.
Las auroras boreales han sido estudiadas científicamente apartir del siglo XVII. En 1621, un astrónomo francés llamado Pierre Gassendi describe este fenómeno observado en el sur de Francia y le da el nombre de Aurora polar. En el siglo XVIII, el astrónomo británico Edmond Halley sospecha que el campo magnético de la tierra puede desempeñar un papel fundamental en la formación de la Aurora boreal. En 1768 Henry Cavendish logra evaluar la altitud en que se produce el fenómeno, pero no fue hasta el año 1896 que se reproduce en el laboratorio de Kristian Birkeland con los movimientos de las partículas cargadas en un campo magnético facilitando la comprensión del mecanismo de formación de auroras.
Este fenómeno existe también en otros planetas del Sistema Solar, los cuales tienen comportamiento similares ala Tierra como es el caso de Júpiter y Saturno, que poseen campos magnéticos más fuertes que la Tierra. En los planetas Urano y Neptuno también poseen campos magnéticos y ambos poseen amplios cinturones de radiación. Las auroras han sido observadas en ambos planetas gracias a el telescopio Hubble. Los satélites de Júpiter son una zona con gran presencia de auroras. Las auroras también han sido detectadas en Marte por la nave Mars Express, durante unas observaciones en 2004 y fueron publicadas un año más tarde. Como vemos no es un efecto unico del planeta tierra ya que se han visto en mas planetas, nuestros amigos los marcianos también pueden observar este efecto que para mi es uno de los mas bellos que se pueden ver.
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