Estimados humanos protoquímicos ya se está acabando el curso y hemos tenido el blog un poco abandonado, cosas del cambio climático. En este último trimestre hemos estudiado de forma algo aproximada la constitución de la materia a partir de sus partículas fundamentales, los átomos. No sólo hemos estudiado las partículas subatómicas como el electrón, el protón y el neutrón, sino que también hemos profundizado en los distintos modelos atómicos a lo largo de la historia: Dalton, Thomson, Rutherford o Bohr entre otros. Absolutamente todas las propiedades de los objetos no son más que una consecuencia de su estructura atómica. Y además también existen fenómenos que nos llaman la atención por su belleza y espectacularidad, uno de esos fenómenos son las auroras boreales que nos presenta nuestra alumna Ariadna Negrín.
LAS AURORAS BOREALES.
Las auroras boreales han sido estudiadas científicamente a partir del siglo XVII. En 1621, el astrónomo francés Pierre Gassendi describe este fenómeno observado en el sur de Francia y le da el nombre de aurora polar. En el siglo XVIII, el astrónomo británico Edmond Halley sospecha que el campo magnético de la Tierra desempeña un papel en la formación de la aurora boreal. Henry Cavendish, en 1768, logra evaluar la altitud en la que se produce el fenómeno, pero no fue hasta 1896 cuando reproduce el en el laboratorio de Kristian Birkeland con los movimientos de las partículas cargadas en un campo magnético, facilitando la comprensión del mecanismo de formación de auroras.
Si buscamos en Wikipedia, nos aparece como definición “Es un fenómeno en forma de brillo o luminiscencia que se presenta en el cielo nocturno, generalmente en zonas polares, aunque puede aparecer en otras zonas del mundo durante breves períodos.”
Hablando de una manera más científica las auroras se producen cuando el viento solar choca con el campo magnético de la Tierra, éste se estira como si de una banda elástica se tratase, y acumula dentro toda la energía. Llega un momento en el que las líneas del campo magnético se reconectan y liberan de golpe toda esta energía, lo que propulsa a los electrones de vuelta a la Tierra. Cuando estas partículas tan aceleradas chocan con la parte superior de la atmósfera se genera el plasma llamado aurora, causante del despliegue de brillos y colores que se puede observar en los polos en determinadas épocas del año. Lo que desconcertaba a los científicos era el gran número de electrones generados en estos eventos, ya que, según la teoría, sería imposible sostener un campo eléctrico en las líneas del campo magnético. Se ha demostrado que es este campo lo que precisamente se necesita para acelerar los electrones. Además, la región activa de la magnetosfera, que es el lugar donde se produce la liberación de electrones, es unas mil veces más grande de lo que se pensaba. Este volumen es suficiente para explicar la enorme cantidad de electrones con gran aceleración que han sido detectados en las misiones espaciales.
La Aurora Polar de la Tierra es desencadenada por la manifestación de electrones portadores de una carga energética equivalente a un espectro que va de uno a quince keV (electronvoltio), sumados a los protones y partículas alfa, y la luz surge justamente cuando se chocan con los átomos del espacio en el que respiramos, principalmente con fragmentos de oxígeno y nitrógeno, normalmente en altitudes que varían entre 80 y 150 km. Se efectúa entonces un fenómeno de ionización, disociación y la estimulación de partículas.
Durante la ionización, los electrones se mueven del átomo, llevan consigo la energía despertada y generan una especie de efecto en cadena de la producción de especies químicas cargadas eléctricamente, por la pérdida de electrones en los átomos. Este estímulo tiene como consecuencia un acto de emisión energética, generando en el átomo a una condición de total inconstancia. Estos estados de inestabilidad envían ondas luminosas en frecuencias vibratorias típicas, mientras que tienden a encontrar el equilibrio.
En el siguiente vídeo podemos ver mejor y claramente que son estas auroras boreales y como se forman de un documental de National Geographic: