Auroras boreales explicadas: cómo se forma una aurora boreal y por qué brilla en verde
Las auroras boreales se deben a la energía del viento solar que el campo magnético de la Tierra canaliza hacia las regiones polares. Allí, electrones acelerados a lo largo de las líneas del campo chocan con el oxígeno y el nitrógeno de la alta atmósfera, normalmente entre 80 y 500 km de altura, y los átomos excitados devuelven la energía en forma de luz: verde y roja el oxígeno, azul y violeta el nitrógeno.
Si te preguntas cómo se forma una aurora boreal, la respuesta honesta tiene tres protagonistas: el Sol, el campo magnético de la Tierra y el aire tenue muy por encima de tu cabeza. Esta guía sigue la energía de uno a otro, explica los colores con longitudes de onda reales, muestra cómo el índice Kp indica hasta qué distancia del polo cabe esperarlas y termina con una lista breve de lo que ayuda a verlas de verdad.
Ideas principales
- El Sol lanza un viento solar constante, normalmente de unos 400 km/s, y a veces erupciones; el campo magnético terrestre desvía parte de esa energía hacia los polos.
- Lo que brilla es el propio aire: los electrones chocan con átomos y moléculas de oxígeno y nitrógeno, que devuelven la energía como luz, igual que un letrero de neón.
- El oxígeno da el verde habitual (557,7 nanómetros, sobre todo entre 100 y 150 km) y un resplandor rojo más arriba; el nitrógeno da azul y violeta.
- La aurora se sitúa en dos óvalos alrededor de los polos magnéticos; el índice Kp, de 0 a 9, indica cuánto se extienden, y en tormentas extremas llegan al sur de Europa y al sur de Estados Unidos.
- No es luz solar reflejada en el hielo y en el suelo es inofensiva, aunque las mismas tormentas pueden perturbar satélites, radio y redes eléctricas.
La respuesta corta: el viento del Sol se encuentra con un imán
El Sol lanza sin parar un flujo tenue de partículas cargadas, sobre todo protones y electrones, llamado viento solar. Suele fluir a unos 400 km/s y en las corrientes rápidas llega a 800 km/s. El Sol está a unos 150 millones de km, así que a 400 km/s el viento tarda 150 000 000 ÷ 400 = 375 000 segundos, algo más de 4 días. Las grandes erupciones, las eyecciones de masa coronal, pueden llegar en uno a tres días.
La Tierra es un imán y su campo forma una burbuja, la magnetosfera, que desvía la mayor parte del viento solar alrededor del planeta. Aun así parte de su energía entra, y la magnetosfera acelera electrones a lo largo de las líneas del campo hacia los polos. Según describe la NOAA, chocan con átomos y moléculas de oxígeno y nitrógeno, les transfieren energía y estos se iluminan al relajarse.
Por eso la aurora no es luz solar rebotada en la nieve o el hielo. Es un resplandor de la propia atmósfera superior, como el de una luz de neón cuando la corriente excita el gas de su interior. Por eso tampoco necesita luz solar donde tú estás, solo oscuridad para verla.
Por qué la aurora está cerca de los polos: el óvalo y el índice Kp
Las líneas del imán terrestre penetran en la atmósfera cerca de los dos polos magnéticos, así que los electrones acelerados caen en un anillo alrededor de cada polo, el óvalo auroral. El mejor lugar para verlo es bajo el óvalo, aproximadamente entre 60 y 75 grados de latitud, donde la NOAA indica que la aurora puede verse más de la mitad de las noches del año.
El tamaño del óvalo depende de cuánto empuje el viento solar. Los científicos lo miden con el índice K planetario, Kp, de 0 a 9. La NOAA da una regla en latitud geomagnética: con Kp 0 el borde del óvalo hacia el ecuador está a unos 66 grados y se desplaza unos 2 grados hacia el ecuador por cada paso de Kp, hasta 48 grados con Kp 9. La escala es aproximada y los números son promedios.
La aurora austral se forma en un óvalo equivalente alrededor del polo magnético sur. Las dos suelen aparecer más o menos a la vez y se parecen mucho.
De dónde salen los colores
Cada gas brilla con sus propios colores. Los átomos de oxígeno excitados dan el verde conocido, con una longitud de onda de 557,7 nanómetros, sobre todo a alturas de 100 a 150 km. Más arriba, por encima de unos 200 km, el oxígeno da un rojo intenso. El resplandor rojo tarda unos dos minutos en emitirse, así que solo aparece donde el aire es tan tenue que los átomos rara vez chocan antes.
El nitrógeno da luz azul y violeta y a veces un borde rosa o rojo en el límite inferior de una cortina. Según la NOAA, la aurora se forma normalmente entre 80 y 500 km sobre la superficie, es decir, muy por encima de los aviones y del tiempo y bastante por debajo de la Estación Espacial Internacional, por lo que los astronautas la ven desde arriba.
El ojo ve mal los colores débiles en la oscuridad, así que a muchos les parece verde pálido o gris. Un móvil o una cámara recoge luz durante varios segundos y suele mostrar más color del que viste, incluidos rosa y rojo.
Cuándo y cómo verla
El número de manchas solares sigue un ciclo de unos 11 años, y una actividad solar fuerte hace más probables las auroras intensas. El ciclo solar 25 se acercó a su máximo hacia 2024. El 10 y 11 de mayo de 2024 una tormenta extrema de nivel G5 en la escala de la NOAA, el más alto, fue la más fuerte en más de veinte años, y se vieron auroras en lugares que casi nunca las ven, como el sur de Europa, Florida y México. En 1859 la tormenta de Carrington hizo visible la aurora hasta el Caribe.
El consejo de la NOAA se resume en cuatro cosas: actividad geomagnética (consulta la previsión de Kp), lugar (ve hacia el polo magnético y busca vistas despejadas al norte, o al sur en el hemisferio sur), oscuridad (lejos de las luces de la ciudad y de la Luna, y no en pleno sol de medianoche) y cielo despejado. Después, paciencia, porque un espectáculo puede cambiar en minutos.
En el suelo la aurora es inofensiva para las personas. El riesgo es para la tecnología: una tormenta como la de 1859 podría hoy dañar satélites y redes eléctricas, y por eso la NOAA vigila el Sol sin descanso.
Cómo lo muestra el VJOURNAL SMART BOOK
El capítulo «La aurora» del SMART BOOK gratuito «Todo sobre todo», tomo II, en VITON13 SCHOOL sigue la energía en cinco momentos breves. Junto al texto hay una imagen 3D viva que se puede girar con el dedo o el ratón, en la que las partículas salen del Sol en finos chorros.
Bajo la imagen hay un laboratorio de pruebas donde deslizas el índice Kp y ves cómo cambia el óvalo auroral. El capítulo cuenta además la tormenta de 1859 y la de mayo de 2024, muestra auroras en Júpiter y otros planetas y termina con un test de tres preguntas con explicaciones y fuentes que puedes abrir.
En palabras sencillas
Piensa en el Sol soplando un viento suave y constante, y en la Tierra como un imán que desvía parte de él hacia los polos. Las partículas desviadas chocan con el aire tenue de allí arriba y lo hacen brillar, igual que la electricidad hace brillar el gas de un letrero de neón.
Pruébalo
Usa la regla de la NOAA para el borde del óvalo auroral en latitud geomagnética: 66° menos 2° por cada paso de Kp. Calcula el borde para Kp 0, 3, 5, 7 y 9.
Resultado esperado
Obtienes 66°, 60°, 56°, 52° y 48°. Cuanto mayor es el Kp, más se aleja el óvalo del polo, y con Kp 9 llega a las latitudes del sur de Europa y del sur de Estados Unidos.
Comprueba tu respuesta: Una ciudad está a 54° de latitud geomagnética. Según esta regla, ¿qué Kp pone el borde del óvalo sobre ella?
(66 − 54) ÷ 2 = 6, es decir, aproximadamente Kp 6. La regla es aproximada, así que un cielo despejado y oscuro y una buena vista al norte siguen importando.
Preguntas y respuestas
¿Las auroras boreales y las australes son lo mismo?
Sí. La aurora boreal es la del norte y la austral la del sur. Se forman igual alrededor de los dos polos magnéticos y a menudo aparecen casi a la vez.
¿Por qué las auroras boreales son verdes?
Los átomos de oxígeno excitados emiten luz verde de 557,7 nanómetros, sobre todo entre 100 y 150 km, y nuestros ojos son más sensibles al verde. El oxígeno más alto da rojo y el nitrógeno, azul y violeta.
¿Qué significa el índice Kp para ver la aurora?
El Kp va de 0 a 9 y mide la actividad geomagnética. Un Kp más alto significa una aurora más brillante que se extiende más lejos de los polos, y la escala de tormentas de la NOAA usa Kp 9 para una tormenta extrema G5.
¿Se pueden ver auroras lejos del Ártico?
Solo en tormentas fuertes. En la tormenta extrema de mayo de 2024 se vieron auroras en el sur de Europa, Florida y México y, en el hemisferio sur, en Australia y Nueva Zelanda.
¿Son peligrosas las auroras boreales?
No para las personas en el suelo. Las tormentas geomagnéticas fuertes pueden perturbar satélites, radio y redes eléctricas, y organismos como la NOAA vigilan el Sol por ese motivo.
¿Es la aurora luz solar reflejada en el hielo polar?
No. Es luz emitida por el oxígeno y el nitrógeno de la alta atmósfera cuando los excitan los electrones, y no necesita luz solar en el lugar donde estás.
Recuerda la cadena: viento solar, campo magnético terrestre, electrones que golpean oxígeno y nitrógeno y después luz, con el índice Kp indicando hasta dónde mirar desde el polo. Después abre el capítulo y desliza tú mismo el Kp para ver crecer el óvalo.
Fuentes y lecturas
- NOAA Space Weather Prediction Center: Aurora ↗Fuentes revisadas:
- NOAA Space Weather Prediction Center: Tips on viewing the aurora (Kp and the auroral oval) ↗Fuentes revisadas:
- NOAA Space Weather Prediction Center: Solar wind ↗Fuentes revisadas:
- NOAA Space Weather Prediction Center: Planetary K-index ↗Fuentes revisadas:
- NOAA Space Weather Scales (G1 to G5 geomagnetic storms) ↗Fuentes revisadas: