El impresionante fenómeno de luces que parece danzar en los cielos nocturnos, ha cautivado a la humanidad durante milenios
Por: César Omar Leyva
Las auroras boreales, ese impresionante fenómeno de luces que danza en los cielos nocturnos de las regiones polares, ha cautivado a la humanidad durante milenios. Desde antiguas leyendas hasta investigaciones científicas, su origen ha sido motivo de fascinación.
Sin embargo, a pesar de los avances en la comprensión del fenómeno, su mecanismo exacto seguía siendo un misterio hasta ahora. Un reciente estudio, reportado por National Geographic, arroja nueva luz sobre cómo las auroras se forman gracias a la interacción de partículas solares con el campo magnético de la Tierra.
El espectáculo de luces, conocido también como "aurora boreal" en el hemisferio norte y "aurora austral" en el sur, ocurre cuando partículas cargadas, principalmente electrones, procedentes del Sol, son dirigidas hacia la atmósfera terrestre. Estas partículas son aceleradas por el viento solar y luego canalizadas por el campo magnético de la Tierra hacia las zonas cercanas a los polos. Sin embargo, aunque este proceso era bien conocido, los científicos aún no comprendían completamente qué impulsaba la aceleración de estas partículas a una velocidad tan alta.
NUEVOS DESCUBRIMIENTO SOBRE EL PAPEL DE LAS ONDAS DE ALFVÉN
El estudio reciente, publicado en la revista Nature Communications, realizado por un equipo de físicos liderados por Craig Kletzing, de la Universidad de Iowa, ofrece una pieza clave en este rompecabezas. La investigación logró replicar en laboratorio las condiciones necesarias para observar el fenómeno que ocurre en la atmósfera terrestre. A través de experimentos controlados, se descubrió que las ondas de Alfvén, un tipo de onda electromagnética que se propaga a lo largo de las líneas del campo magnético, son responsables de acelerar los electrones a lo largo del campo magnético de la Tierra.
Estas ondas permiten que los electrones "surfeen" sobre ellas, ganando energía a medida que viajan. El fenómeno, conocido como amortiguamiento de Landau, describe cómo los electrones mantienen una resonancia con las ondas de Alfvén, absorbiendo su energía y acelerando a lo largo de las líneas del campo magnético hasta colisionar con los gases en la atmósfera superior. Es en este momento cuando se produce el despliegue de luces brillantes en tonos verdes, púrpuras y rojos que iluminan los cielos polares.
LA IMPORTANCIA DE LAS ONDAS DE ALFVÉN EN LA FORMACIÓN DE AURORAS
Según los datos obtenidos, las auroras se originan cuando los electrones, tras ser acelerados por estas ondas electromagnéticas, impactan con los átomos y moléculas de la atmósfera terrestre, en su mayoría oxígeno y nitrógeno. El choque excita a estos átomos, que liberan la energía en forma de luz, creando los coloridos arcos y cortinas de luz que se pueden observar en las regiones polares.
RECREAN FENÓMENO EN LABORATORIO
El experimento de Kletzing y su equipo no solo reproduce de manera precisa el proceso detrás de las auroras, sino que también brinda nuevas herramientas para comprender otros fenómenos relacionados con el campo magnético y la interacción con partículas energéticas, tanto en la Tierra como en otros cuerpos celestes. Por primera vez, las mediciones realizadas en un entorno controlado ofrecen una visión clara de cómo funcionan las ondas de Alfvén en la creación de este fenómeno.
Michael Starr, investigador de Science Alert, añadió que las ondas de Alfvén han sido fundamentales para estudiar la física del plasma y la dinámica espacial. Sin embargo, no fue sino hasta este estudio que se comprendió con exactitud su papel en la aceleración de electrones en la atmósfera terrestre.
UN AVANCE PARA EL FUTURO
Este avance tiene implicaciones más allá de la Tierra. Comprender cómo funcionan las auroras boreales podría ayudar a los científicos a estudiar la interacción de partículas energéticas con los campos magnéticos en otros planetas, como Júpiter o Saturno, que también presentan auroras. Además, esta investigación abre nuevas puertas para explorar cómo el clima espacial afecta a la Tierra, especialmente en lo que se refiere a las tormentas solares, que pueden tener efectos en las comunicaciones y la tecnología satelital.
De acuerdo con National Geographic, este hallazgo es un paso importante en la comprensión de la dinámica del plasma en el espacio y en la Tierra, permitiendo a los científicos prever con mayor precisión cómo eventos como las auroras boreales o tormentas geomagnéticas impactan en nuestro planeta.