El propósito principal de este artículo es apoyar y ratificar lo que publiqué recientemente en la entrada "Endeladus, ¿Géiseres que se mueven?". Hablemos para ello de las Auroras Polares.

Las auroras polares (boreales o australes) constituyen la manifestación eléctrica del plasma más evidente en la Tierra. Son provocadas por el viento solar pero sobre todo por las erupciones solares (CME ó Erupciones de masa coronal - del Sol). Recordemos antes que las que pueden producir mayores efectos significativos en nuestro planeta, se clasifican en tres categorías, en función de su energía o intensidad: C, M y X. Cada una de ellas tiene a su vez 9 niveles. Por lo tanto, de menor a mayor serían: C1...C9, M1...M9, X1...X9.

Pues bien, el pasado día 14 de septiembre se produjo una CME, de categoría C9, dirigida casi directamente a la Tierra. Provenía de la mancha solar número 1289.

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© SMO/HMI

Las previsiones decían que el día 17 de septiembre dicha CME llegaría a la Tierra, provocando la formación de auroras especialmente intensas en ambas zonas polares.

La ISS (Estación Espacial Internacional), que sigue su periplo alrededor de nuestro planeta a unos 350 km de altura, fue testigo del fenómeno y uno de sus astronautas tuvo el acierto de poder grabar las imágenes con una videocámara. Ocurrió en el Océano Índico sur y la secuencia grabada duró 23 minutos espectaculares, como podemos ver a continuación a cámara rápida:


Si analizamos un poco la imagen, de esta secuencia podemos extraer ya una conclusión inmediata, que el fenómeno del polo sur de Enceladus no consiste en géiseres de agua helada que explotan desde el subsuelo del planeta, sino que se trata claramente de un FENÓMENO ELÉCTRICO IDÉNTICO AL PRODUCIDO HABITUALMENTE EN LAS AURORAS POLARES. Las siguientes imágenes son esclarecedoras. En primer lugar, reproduzco de nuevo la imagen que la sonda Galileo tomó del polo sur de Enceladus. Y a continuación, una imagen del video de la ISS antes citado (fotograma extraído del segundo nº 5 del video, invertido y pasado después a niveles de gris para poder compararlas mejor).

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© NASA/CassiniPolo Sur de Enceladus. ¿Géiseres? evidentemente no.
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© DesconocidoAurora austral en la Tierra. Foto tomada desde la ISS el 17 de septiembre de 2011.
Pocas veces se puede contemplar, mejor dicho admirar, una aurora desde "el otro lado", es decir, desde arriba. Realmente merece la pena. Hay un detalle curioso que gustará mucho a los aficionados a la astronomía y que quizás alguno ya habrá observado. En el segundo nº 10 del video se ve a aparecer por el horizonte la nebulosa de Orión y dos segundos más tarde el "cinturón de Orión".

Pasemos a otra secuencia muy interesante. En el segundo nº 19 se puede apreciar un grupo de "penachos" de plasma eléctrico, bajo uno de los paneles solares de la ISS. Aquí tenemos una ampliación.

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© NASA/ISS"Penachos" verticales de la aurora vistos desde arriba. 17 septiembre de 2011.
Como vemos claramente, lo que es en realidad un fenómeno eléctrico, si la NASA lo hubiera fotografiado en cualquier otro planeta sin atmósfera (la aurora problamente llegaría hasta el suelo) a buen seguro que hubiera afirmado que se trataba de géiseres de agua helada surgiendo a gran presión desde el subsuelo.

Desde la superficie en ocasiones se puede también apreciar este tipo de formación auroral, a modo de cortinas verticales, como muestra la siguiente fotografía de una aurora sobre Canadá.

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© Desconocido"Penachos" verticales de la aurora vistos desde el suelo. Aurora Boreal fotografíada en Canadá en octubre de 2010
Otra formación típica de aurora es el "bucle" o "rizo". Vemos a continuación un ejemplo. En primer lugar una cadena de varios de estos rizos, imagen extraída del video. Más abajo, un ejemplo de aurora fotografiada desde la superficie.

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© NASA/ISS"Rizos" o "bucles" aurorales desde arriba, fotografiados por la ISS. 17 de octubre de 2011.
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Típico "rizo" o "bucle" auroral, visto desde el suelo.
Sobre todo al final del video, se puede apreciar muy bien la frontera entre la atmósfera y la ionosfera. Como todos sabemos ya, las auroras polares aparecen bien altas en el cielo. De hecho algunos suelen decir que se forman "en el espacio". Para ser exactos, se forman solamente en la ionosfera. ¿Y por qué ahí?. La ionosfera es una capa de gas muy enrarecido e ionizado, esto es, está constituido por partículas cargadas (electrones e iones). Esto es precisamente el PLASMA. En nuestra sección sobre el plasma (VER) ya hemos aprendido que cuando una gran densidad de partículas cargadas, que es la CME (y que además se unen al propio plasma existente en la ionosfera) se produce una gran densidad de corriente eléctrica que penetra siguiendo las líneas del campo magnético de la Tierra e incide sobre átomos de Oxígeno, Nitrógeno, Helio, Hidrógeno, etc...

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© ISSEn la imagen tomada por la ISS se aprecia claramente la línea en donde comienza la Ionosfera (100 km)
En este proceso, las partículas cargadas energéticas que inciden, provocan en estos átomos un estado excitado, es decir, absorben energía que tienden a liberar inmediatamente. La forma que tienen estos átomos de deshacerse de la energía extra es emitiendo luz. Cada elemento emite dicha luz en una determinada longitud de onda. De ahí que cada color corresponda a un elemento determinado. Así por ejemplo, la parte superior de color rojo oscuro corresponde a los átomos de oxígeno más excitados, mientras que el color verde amarillento, más habitual, que vemos en la parte inferior de la aurora corresponde a los átomos menos excitados de oxígeno.

Como podemos apreciar en la anterior imagen, hay una línea o frontera muy clara que hace de tope para la formación de las auroras. Se trata sencillamente de la transición entre la ionosfera y las capas inferiores de la atmósfera (troposfera, estratosfera y mesosfera), aproximadamente a unos 100 km de altura. Evidentemente, en el límite inferior de la ionosfera la densidad del aire empieza a aumentar considerablemente, desaparece el plasma y las partículas cargadas no pueden atraversarla. El resultado es que a partir de ahí, las auroras no pueden producirse.