Nuevas pistas sobre el origen de las auroras rojas

Mirar al cielo nocturno y ver auroras de diferentes colores es un espectáculo único e inolvidable. Ahora un grupo de investigadores piden ayuda al público en general para sus investigaciones.

Directo al grano

- Resplandor excepcional: La tormenta solar de mayo de 2024 fue tan intensa que las auroras boreales fueron visibles incluso en el sur de Baja Sajonia. - Presentaron colores y patrones que apenas se habían documentado con anterioridad.
- Nuevo estudio: Investigadores de la Universidad Técnica de Braunschweig, el Instituto Max Planck de Investigación del Sistema Solar y el Instituto Fraunhofer IST de Braunschweig han analizado fotografías de auroras boreales tomadas por aficionados.
- Partículas rápidas: Es probable que los electrones de alta energía desencadenaran las auroras rojas y verdes casi simultáneamente.
- Ciencia ciudadana: Se invita al público a compartir sus futuras fotos de auroras boreales con los investigadores.

Con su brillo misterioso y sus velos de color ondulantes, las auroras encantan incluso a los investigadores más experimentados. Cuando una tormenta solar particularmente intensa llegó a la Tierra la noche del 10 de mayo de 2024, y sitios web relevantes predijeron auroras incluso para el sur de Baja Sajonia, varios investigadores de la Universidad Técnica de Braunschweig, el Instituto Fraunhofer de Ingeniería de Superficies y Películas Delgadas IST, la Universidad de Gotinga y el Instituto Max Planck de Investigación del Sistema Solar (MPS) salieron al aire libre. «He visto muchas auroras en latitudes más altas. Por encima de Gotinga, son una rareza. Tenía muchísimas ganas de fotografiarlas. Originalmente no me interesaba usar las fotos con fines científicos», recuerda Sami K. Solanki, director del MPS y fotógrafo apasionado, sobre su excursión nocturna.

Philipp Schulz, del Instituto Fraunhofer de Ingeniería de Superficies y Películas Delgadas IST, Ingo von Borstel, del Instituto de Geofísica y Física Extraterrestre de la Universidad Técnica de Braunschweig, y Klaus Reinsch, del Instituto de Astrofísica y Geofísica de la Universidad de Gotinga, compartieron la misma experiencia que el investigador solar de Gotinga. Sin embargo, sus imágenes resultaron ser tan pintorescas como inusuales: sobre las auroras verdes cerca de la superficie se puede observar un resplandor rojizo; brillantes rayos se extienden hacia abajo, desde el rojo hasta el verde.

«Hasta ahora, no se había informado en ningún artículo científico sobre la existencia de rayos que conectan continuamente la aurora roja con la aurora verde», afirma Bruce T. Tsurutani, antiguo científico del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA y primer autor de la nueva publicación. «Estos rayos nos han ayudado a comprender el origen del resplandor rojo», añade. Yasuhito Narita, de la Universidad Técnica de Braunschweig, coordinó el equipo internacional de investigadores, que comparó las imágenes con datos sobre el viento solar y las perturbaciones en el campo magnético terrestre.

Búsqueda de fuentes de energía

La tormenta del 10 de mayo de 2024 fue la segunda tormenta magnética más intensa de la era espacial (desde 1958). Las auroras rojas se producen durante tormentas magnéticas intensas en latitudes medias, generalmente a altitudes que oscilan entre los 800 y los 200 kilómetros. El mecanismo que explica la formación de las auroras rojas ha sido objeto de una extensa investigación teórica. Se han propuesto muchas ideas diferentes. Sin embargo, dado que normalmente no hay satélites atravesando el espacio de las auroras rojas, estas teorías no se han puesto a prueba.

Las auroras verdes ocurren durante las noches típicas en las regiones polares. Los electrones rápidos de la magnetosfera terrestre se desplazan a gran velocidad a lo largo de las líneas del campo magnético terrestre —casi como en una rampa— y avanzan dentro de la atmósfera hasta una altitud de 130 a 85 kilómetros sobre la superficie terrestre. Allí, desencadenan una cascada de colisiones que, en última instancia, hacen que los átomos de oxígeno brillen en verde.
Las fotografías tomadas el 10 de mayo de 2024 apuntan ahora a una resolución de las numerosas teorías sobre las auroras rojas. «El hecho de que los rayos brillantes se extiendan desde la aurora roja hasta la verde sugiere que el mismo proceso físico está en juego en ambos casos», explica Narita. Los análisis actuales muestran que las auroras rojas, al igual que las verdes, pueden ser causadas por electrones que fluyen desde el Sol.

Ciencia ciudadana

Siguiendo un ciclo de 11 años, el Sol atraviesa fases más tranquilas y más activas. En el pico de su actividad, nuestra estrella muestra intensas llamaradas solares y expulsa plasmas de viento solar particularmente rápidos y campos magnéticos incrustados al espacio en erupciones masivas. Cuando estos campos magnéticos chocan con la magnetosfera terrestre, se produce una reconexión magnética que transfiere energía del viento solar a la magnetosfera terrestre, lo que desencadena una cadena de eventos que causan auroras, a veces incluso en latitudes medias. Desde 2024, se han observado auroras varias veces más sobre el sur de Baja Sajonia. Actualmente, la actividad solar está disminuyendo de nuevo. Sin embargo, incluso durante esta fase, aún pueden producirse erupciones inusualmente intensas.

Los investigadores de la Universidad Técnica de Braunschweig cuentan con la colaboración del público y solicitan que se compartan fotografías de futuras auroras boreales. Para obtener imágenes científicamente relevantes, es importante utilizar un tiempo de exposición relativamente corto, de no más de 6 segundos.

Esta es la única manera de capturar los característicos rayos. Además, existen muchas otras características científicamente importantes de las auroras rojas con las que los científicos ciudadanos pueden colaborar. Para ello, pueden contactar con Yasuhito Narita en la Universidad Técnica de Braunschweig ([email protected]) o con Bruce Tsurutani ([email protected]).

Fuente: Max Planck Society