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Es Época de Auroras

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Es Época de Auroras

El otoño boreal es una buena época para observar las Luces del Norte, y a los científicos les gustaría saber porqué.

NASA
Centro Marshall de Vuelos Espaciales

ver leyendaOctubre 26, 2001: El domingo 21 de octubre, una nube de gas magnetizado del Sol (una "eyección de masa coronal") barrió la Tierra perturbando los campos magnéticos del planeta. Los observadores del cielos ubicados en latitudes altas del hemisferio norte, disfrutaron de luces rojas y verdes ondeando en el cielo nocturno. Eran las Auroras Boreales -- que aparecían por tercera vez durante este mes.

"Estas auroras fueron posiblemente las más espectaculares que jamás haya presenciado ", dice Ryan Kramer, un observador de Dakota del Norte. "Era como estar bajo un gigantesco toldo de colores. Las Luces del Norte llenaban el cielo -- estaban directamente arriba y aun dentro de unos 30 grados sobre el horizonte sur".

Arriba: La observadora del cielo Duane Clausen fotografió estas coloridas Luces del Norte sobre Menominee, Michigan (USA), el 22 de octubre, 2001. [más información]

"Estaba sorprendido de que las auroras fuesen tan brillantes hacia el sur de donde me encontraba", afirmó Todd Carlson, quien disfrutó del espectáculo desde su casa en Ontario, Canadá. En verdad, antes que la tormenta terminase, observadores ubicados tan al sur de los Estados Unidos como en los estados de Carolina del Sur y del Norte, tuvieron la oportunidad de echar una breve mirada a las Luces del Norte.

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"¡Qué despliegue impresionante!" exclamó Ronnie Sherrill de Troutman, Carolina del Norte, EEUU, donde el cielo "estalló en brillantes rayos luminosos rojizos y amarillos". Las auroras fueron tan brillantes que Sherrill y otros las vieron contra el cielo del crepúsculo, aún iluminado por la tenue luz solar.

Fue un buen momento para estar afuera.

Sin duda, debe haber sido la mejor hora: las noches de otoño son largas y oscuras, pero todavía sin el frío invernal -- una buena combinación para la observación del cielo. Pero hay algo más que eso, dicen los investigadores. Las tormentas geomagnéticas que encienden las auroras, siempre ocurren con mayor frecuencia alrededor de los equinoccios -- esto es, temprano en otoño y primavera.

Es un poco enigmático. La actividad solar no depende de las estaciones en la Tierra. ¿Porqué debieran hacerlo las tormentas geomagnéticas?

"Hemos conocido este efecto estacional por más de cien años", dice Dennis Gallagher, un físico del espacio del Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA (Marshall Space Flight Center). "Comprendemos algunos de sus efectos, pero no todos".

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Arriba: Cuadros de una película digital muestran cómo una eyección de masa coronal comprime la magnetosfera de la Tierra desencadenando auroras. Haga clic aquí para ver toda la película Quicktime de animación, de 750 kb, creada por Digital Radiance, Inc.

Las tormentas geomagnéticas surgen cuando ráfagas de viento solar o eyecciones de masa coronal (CMEs por sus siglas en inglés) chocan con la magnetosfera de la Tierra -- una burbuja magnética que rodea nuestro planeta y nos protege del persistente viento solar. La magnetosfera está colmada de electrones y protones. Normalmente estas partículas están atrapadas por líneas de fuerza ( llamadas también "botellas magneticas") que les impiden escapar al espacio o bajar al planeta allá abajo.

"Cuando una CME golpea la magnetosfera", explica Tony Lui, "el impacto libera algunas de las partículas atrapadas. Estas caen como lluvia a la atmósfera de la Tierra, provocando que el aire brille allí donde golpean". Lui es un físico del espacio del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins.

ver leyenda"Las partículas que se precipitan siguen, más que todo, las líneas de los campos magnéticos que conducen a los polos de la Tierra", añadió. "Los óvalos de las auroras (regiones circulares de luces de auroras, alrededor de los polos magnéticos) se expanden durante las tormentas magnéticas". A veces crecen tanto, que las luces pueden ser observadas por personas ubicadas en latitudes medias -- como los habitantes de Carolina del Norte.

Izquierda: Actividad geomagnética de 1875 a 1927. Basada en un histograma que aparece en "Variaciones Semianuales de Actividad Geomagnética" de C.T. Russell y R.L. McPherron, J. Geophys. Res., 78(1), 92, 1973. En el histograma, el color azul claro indica el número de tormentas pequeñas por mes, mientras el color amarillo representa el número de tormentas mayores.

Estas extensas tormentas, son generalmente alimentadas por lo que los científicos llaman "Bz" (se pronuncia "Be sub zeta") -- esto es, el componente del campo magnético interplanetario ( IMF por sus siglas en inglés) que está a lo largo del eje magnético de la Tierra. En la magnetopausa, la parte de la magnetosfera de nuestro planeta que entra en contacto y desvía el viento solar, el campo magnético de la Tierra apunta al norte. Si el IMF se inclina hacia el sur (i.e., Bz crece y se hace negativo) puede cancelar parcialmente el campo magnético de la Tierra en el punto de contacto.

"En estas ocaciones los dos campos (el de la Tierra y el IMF) se unen", dice Christopher Russell, Profesor of Geofísica y Física Espacial en la Universidad de California - UCLA. "De esta manera, se puede seguir una línea del campo magnético de la Tierra directamente hasta el viento solar". Cuando Bz apunta al sur, abre una puerta a través de la cual energía del viento solar puede llegar hasta la magnetosfera interior de la Tierra

A comienzos de los 70's Russell y su colega R. L. McPherron, comprobaron una relación entre Bz y las estaciones, siempre cambiantes, de la Tierra: el tamaño promedio de Bz es mayor cada año al comienzo de la primavera y el otoño.

ver leyendaEs producto de la geometría, explica Russell. El Campo Magnético Interplanetario (IMF) viene del Sol; es impulsado hacia afuera de nuestra estrella por el viento solar. Debido a que el Sol gira (una vez cada 27 días) el IMF tiene forma de espiral -- llamada la "espiral de Parker", por el científico que la describió por primera vez. El eje dipolo magnético de la Tierra está alineado en su mayor aproximación con la espiral de Parker, en abril y octubre. Como resultado, las excursiones de Bz hacia el sur (y el norte) son mayores en estas fechas.

Derecha: Steve Suess (NASA/MSFC) preparó esta figura, que muestra el campo magnético en espiral del Sol, visto desde un punto de vista muy ventajoso, ~100 UA del Sol.

"En los últimos 28 años hemos aprendido que el componente norte-sur del IMF controla el flujo de energía del viento solar hacia nuestra magnetosfera", dice Russell. Los campos que se dirigen al norte, tienen poco efecto, añadió, pero los Bz que se orientan hacia el sur, pueden preparar el escenario para una importante actividad geomagnética.

La semana pasada fue un buen ejemplo. La gran tormenta de auroras del 21 y 22 de octubre fue precedida por un período de 24-horas de un Bz apuntando mayormente hacia el sur. El IMF continuó inclinándose hacia el sur después que una eyección coronal masiva golpeó la magnetosfera de la Tierra el 21; y el consiguiente despliege de Luces del Norte fue uno de los más memorables del actual ciclo solar.

La influencia de Bz en la actividad geomagnética es indiscutible, pero los investigadores están de acuerdo en que no es la única influencia. Por ejemplo: el eje de rotación del Sol está inclinado 7 grados con respecto al plano de la órbita de la Tierra. Debido a que el viento solar sopla más rápidamente desde los polos del Sol que desde su ecuador, la velocidad promedio de las partículas que golpean la magnetosfera de la Tierra aumenta y disminuye cada seis meses. La velocidad del viento solar es mayor -- en promedio por cerca de 50 km/s, -- alrededor del 5 de septiembre y el 5 de marzo, momentos en que la Tierra está en su latitud heliográfica más alta.

ver leyendaIzquierda: el 11 de octubre, 2001, durante otra tormenta geomagnética otoñal, Jody Majko captó esta foto de brillantes Luces del Norte sobre las luces de la ciudad de Winnipeg, Manitoba, Canadá. [más información]

En un reciente artículo publicado en la revista científica Geophysical Research Letter (28, 2353-2356, June15) Lyatsky et al discutían que ni el Bz ni el viento solar pueden explicar totalmente el comportamiento estacional de las tormentas geomagnéticas. De acuerdo a su estudio, estos factores combinados contribuyen sólo a aproximadamente un tercio de las variaciones semianuales observadas.

El resto es un enigma que los científicos espaciales están aún tratando de resolver. "Esta es un área de investigación activa", destaca Lui. "Todavía no tenemos todas las respuestas, porque es un problema complicado."

Pero no tan complicado como para no disfrutar de noches oscuras, brillantes estrellas, un ocasional meteoro -- y la promesa de las Luces del Norte. Tal vez los científicos aún no han descubierto por qué las auroras prefieren el otoño boreal, pero es fácil de comprender porqué lo prefieren los observadores del cielo....

Enlaces a la Red, en inglés

SpaceWeather.com - averigüe cuándo está a punto de comenzar la próxima tormenta magnética.

Selección de galerías de auroras , de SpaceWeather.com:

  • 30 de marzo - 1 de abril, 2001: Observadores del cielo detectaron Luces del Norte desde tan lejos como México y Texas, durante esta tormenta geomagnética de primavera.
  • 17 - 18 de abril, 2001: Este despliegue fue producido por la explosión solar más poderosa jamás registrada.
  • 29 sept. - 3 oct., 2001: Un par de eyecciones coronales masivas golpeó la magnetosfera de la Tierra, encendiendo una tormenta geomagnética de 4 días.
  • 21 - 23 oct., 2001: Las Luces del Norte se vieron hasta desde las Carolinas, EEUU.

Actividad Geomagnética - un resumen de actividad geomagnética y su variabilidad, del Libro de Texto de Física Espacial de Oulu.

Introducción a las Auroras - El Gran Show de Luces de la Tierra - un hermoso conjunto de auroras.

Variación Semianual de Actividad Geomagnética - C.T. RUSSELL y R. L. MCPHERRON, J. Geophys. Res., 78(1), 92, 1973.

Indices de Actividad Magnética - definiciones: las muchas formas en que los investigadores miden la actividad geomagnética

¿Qué es el Campo Magnético Interplanetario -- o "IMF"? - de spaceweather.com

La espiral del IMF - incluye una llamativa animación de un regador de césped giratorio, que ilustra los campos magnéticos en espiral del Sol.

El Viento Solar -- aprenda más sobre el viento del Sol y cómo sopla más rápido en latitudes heliográficas altas.


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