Un día de Navidad notablemente fluido y desconcertante Aurora observado sobre el Ártico en 2022 fue el resultado de una ‘tormenta’ de electrones directo desde el sol“, afirman investigadores japoneses y estadounidenses.
Es la primera vez que se observa una aurora rara de este tipo desde la Tierra, y se produjo en un momento en que las ráfagas de viento viento solar había desaparecido casi por completo, dejando una región de calma alrededor de la Tierra.
Normalmente las auroras se muestran como las que se ven alrededor del mundo. En Mayose mueven y pulsan, con formas claramente discernibles en el cielo. Estas exhibiciones aurorales son alimentadas por electrones del viento solar, una corriente de partículas cargadas que fluyen desde el sol, que quedan atrapados en una extensión de Campo magnético de la Tierra llamado la cola magnética. Cuando clima espacial se vuelve extremo, como cuando un eyección de masa coronal (CME) —una gran eyección de plasma y campo magnético del sol— se libera, la cola magnética se puede desprender (no se preocupe, vuelve a crecer). Los electrones atrapados allí fluyen hacia abajo. TierraLas líneas del campo magnético se dirigen hacia los polos. Al hacerlo, encuentran moléculas en atmósfera terrestrechocando con ellos y provocando que brillen en el colores de la aurora (azul para emisión de nitrógeno, verde o rojo para oxígeno dependiendo de su altitud).
Sin embargo, la suave aurora del 25 y 26 de diciembre de 2022 fue muy diferente. Fotografiada por una cámara EMCCD (All-Sky Electron Multiplying Charge-Coupled Device) en Longyearbyen (Noruega), la aurora era un resplandor tenue y sin rasgos distintivos que se extendió a lo largo de 4000 kilómetros. No tenía estructura, ni pulsos ni brillo variable. Nunca antes se había visto una aurora como esta desde la Tierra.
Para resolver el misterio, un equipo dirigido por Keisuke Hosokawa, del Centro de Ciencias Espaciales e Ingeniería de Radio de la Universidad de Electrocomunicaciones de Tokio, comparó esta anodina aurora con lo que vio el Sensor Especial de Imágenes Ultravioleta de Barrido (SSUSI) en los satélites de órbita polar del Programa de Satélites Meteorológicos de Defensa (DMSP). El DMSP es operado por la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica y el Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Fuerza espacial en nombre del Departamento de Defensa de Estados Unidos.
Los satélites vieron la aurora desde arriba y descubrieron que tenía todas las características de un tipo raro de aurora llamada aurora de lluvia polar, que hasta entonces solo se había visto desde el espacio.
El viento solar normal viaja a unas 250 millas (400 km) por segundo. Sin embargo, el calor del sol corona está llena de agujeros, sobre todo en las latitudes solares más altas, de donde emana un viento solar excepcionalmente “rápido” que se mueve a velocidades de hasta 800 kilómetros por segundo. A veces, estos agujeros coronales pueden aparecer en latitudes más bajas, y eso es lo que ocurrió durante la Navidad de 2022, coincidiendo con el cese del viento solar regular.
En el lugar donde se encuentran los agujeros coronales, las líneas del campo magnético del Sol están abiertas, es decir, no se extienden hacia la superficie del Sol, la fotosfera. A medida que las líneas del campo magnético abiertas se extienden hacia el espacio, el agujero coronal forma la base de un embudo magnético del que salen electrones de alta energía.
En el caso de la aurora de lluvia polar, estos electrones viajaron a través del espacio y las líneas abiertas del campo magnético se conectaron con el campo magnético de la Tierra por encima del polo norte, lo que permitió que los electrones cayeran directamente sobre los polos en lugar de quedar atrapados dentro de la cola magnética.
Normalmente no nos damos cuenta de que esto ocurre, porque las partículas regulares del viento polar dispersan los electrones de viento rápido que emanan del agujero coronal. En esta ocasión, sin embargo, la presión del viento solar había disminuido hasta el punto de ser insignificante y los electrones de viento rápido pudieron llegar a la Tierra sin obstáculos.
Además, el diámetro de esta abertura de embudo magnético es de aproximadamente 4.600 millas (7.500 km) cuando se proyecta a La distancia de la Tierra al SolPor eso la aurora parecía tan uniforme; los tubos de flujo magnético abiertos que emanaban del Sol cubrían un área más amplia que el casquete polar norte de la Tierra. Como los electrones tenían alta energía, la emisión auroral era puramente verde en lugar de roja, ya que se necesita más energía para ionizar el oxígeno en las capas más profundas de la atmósfera.
La evidencia concluyente fue que los satélites DMSP sólo vieron la aurora de lluvia polar sobre el polo norte magnético de la Tierra, que está inclinado hacia el sol durante el invierno del hemisferio norte.
“Cuando el viento solar desapareció, el DMSP observó un intenso flujo de electrones con una energía de >1 keV, que hizo que la aurora de lluvia polar fuera visible incluso desde el suelo como emisiones verdosas brillantes”, dijo el equipo de Hosokawa en su artículo de investigación publicado.
La propia lluvia polar ya ha sido estudiada en profundidad mediante detectores de partículas en Satélites En órbita, pero estos estudios son escasos. Estas auroras suaves no suelen ser visibles a simple vista desde la Tierra. Por ello, nadie sabía hasta ahora qué era la aurora suave y sin rasgos distintivos que tiñó de verde el cielo durante la Navidad de 2022. La explicación completa se puede encontrar en la edición del 21 de junio de la revista Avances científicos.