10 de mayo: Sicilia, ¿aurora boreal o SAR?

     En la entrada anterior hablábamos de cómo algunos de nuestros socios observaron la histórica aurora (¿o fue en realidad un SAR?) que se produjo el pasado día 10. Continuamos ahora con la descripción de cómo la vio otro socio desde Sicilia, en el sur de Italia. ¡AstroDemanda es internacional!

     Me encontraba ese viernes en nuestro observatorio en las faldas del Etna, a algo más de 1700 m de altitud, preparando la observación del tránsito de un exoplaneta (HAT-P-27b), cuando al mirar la pantalla con los datos meteo algo me llamó la atención. La imagen del cielo que mostraba la cámara "all Sky" mostraba un intenso color rojo por el horizonte norte. Lo primero que pensé es que el Etna había entrado de nuevo en erupción, así que salí fuera inmediatamente para comprobarlo. Nada. Se podía seguir observando. Siendo un observador solar habitual, enseguida caí en la cuenta del gran grupo de manchas visible esos días y la gran tormenta solar en curso, ¡se trataba de una aurora! ... ¡¡en Sicilia!! (que se encuentra a la altura de Granada, a unos 37º de latitud, cinco por debajo de Burgos).

Imagen de la aurora vista desde la cámara "all Sky" de nuestro observatorio del Etna

 

     Cuando tuve la oportunidad, salí fuera y me puse ya a observar detenidamente el cielo. A simple vista no se veía nada. Tal vez, sabiendo que había una aurora, se podía intuir un leve color rojizo en el horizonte NE, pero en ningún caso era algo claro. Tenía mi equipo de astrofotografía listo, pero nada de gran campo suficiente para capturar el fenómeno con el paisaje. Aproveché lo que tenía y saqué un par de fotos consecutivas (de solo 2" de exposición para no exagerar el color): una de la zona de la aurora (entre Cefeo y la zona por debajo del Cisne) y la otra sin aurora, centrada en Vega. La diferencia de color en el fondo de cielo es evidente, pero, claro, no es la típica foto de gran campo. Aún así, sirve como ejemplo para ver la diferencia:

Comparación de la zona del cielo con y sin aurora/SAR. Ambas fotos se tomaron de manera consecutiva y con la misma configuración de la cámara.

 

 Pero ... ¿Aurora o SAR?

     En la entrada anterior explicamos cómo se producen las auroras y cómo, en ciertas ocasiones muy poco habituales, se llegan a ver desde latitudes tan al sur. Sin embargo, en este caso, la explicación parece ser otra: un ARCO ROJO AURORAL ESTABLE (SAR por sus siglas en inglés). El SAR es un fenómeno que, a diferencia de las auroras, solo se produce en presencia de grandes tormentas solares. Sin embargo, su origen es parecido: la interacción del viento solar con la magnetosfera terrestre. En este caso las partículas cargadas no entran por los polos siguiendo las líneas del campo magnético, sino que son atrapadas a gran altura en los cinturones de Van Allen. Se trata de dos anillos de radiación, toroidales (es decir, en forma de donut), que protegen la Tierra del viento solar y los rayos cósmicos. En estos anillos (dos estables y un tercero, temporal, que en ciertos momentos se forma entre ambos) se concentran las partículas cargadas que nos llegan del espacio y que son atrapadas por el campo magnético.

 

 

 

                                                 Dos representaciones esquemáticas de los cinturones de Van Allen

 

     En el cinturón interno, compuesto principalmente por protones, es donde se producen estos arcos SAR. Normalmente este anillo se encuentra a una altura en torno a los 1000 km de la superficie terrestre. En condiciones de fuertes tormentas solares, nuestro campo magnético se debilita (temporalmente, después se vuelve a recuperar) al interaccionar con la gran cantidad de plasma que le llega del Sol. En estos momentos su altura desciende hasta los 400-500 km, solapándose con la parte más alta donde se producen las auroras. A esta altura, como ya explicamos en la anterior entrada, la concentración de oxígeno es muy baja y su interacción con estos protones capturados en el anillo genera la radiación rojiza que hemos visto estos días. Normalmente, estos arcos son invisibles al ojo humano y sólamente en casos excepcionales como el que sucedió el pasado día 10, con una tormenta de tipo G5 (la clase de tormenta más energética), llegan a ser percibirse a simple vista. A diferencia de las auroras, estos arcos sólo se producen a latitudes medias y como se define en su nombre, son muy estables (sin grandes cambios ni estructuras) y son de color rojizo. Esto es lo que yo vi desde Sicilia, tal cual.

 

 Espectacular imagen de Tristian McDonald, APOD de la NASA el pasado 3 de enero. Aurora y SAR captadas desde Nueva Zelanda (se pueden ver las Nubes de Magallanes en la parte alta de la aurora).

     Sin embargo, si ya es muy difícil separar la cola de una aurora vista a bajas latitudes de un arco SAR, la cosa se complica aún más teniendo en cuenta que muchas veces conviven, como se ve en la foto anterior. En este caso se aprecia perfectamente la aurora, tanto la parte baja, típicamente verde, como la más alta rojiza, con estructuras verticales (cortinas). Además, como algo raro, se puede ver en la parte superior un SAR, rojo también, con una clara estructura de arco. Normalmente lo que vemos es luz difusa roja y más cerca del horizonte. 

     Como resumen, quería terminar explicando que lo que vimos (o mejor dicho fotografiamos) la noche del 10 al 11 de mayo se trató mayoritariamente de un arco SAR, aunque en algunos casos más al norte (tanto en Italia como en España) llegó a estar acompañado de la parte residual de una aurora boreal. Aunque la mayoría de los medios hablaron solo de aurora, y seguirán haciéndolo en las próximas ocasiones en que esto suceda, me parecía necesario hacer esta aclaración y hablar de los SAR, un fenómeno muy poco conocido. Esperemos que en los próximos meses podamos disfrutar de algún otro ...

Breve "time lapse" hecho con las imágenes de la cámara "all sky" de nuestro observatorio, tomadas con un intervalo de cinco minutos.

 

 

 

¡Auroras a la puerta de casa!

     A estas alturas seguramente muchas de las personas que nos leen ya se habrán enterado, sea porque la han visto o porque lo han leído en prensa o redes sociales, de que durante la noche del pasado viernes sucedió un fenómeno muy poco habitual en nuestras latitudes: pudimos ver una aurora boreal. En esta entrada queremos explicar un poco en qué consistió el fenómeno y compartir alguna de las fotos hechas por nuestros socios. 

¿QUÉ SON Y CÓMO SE PRODUCEN LAS AURORAS BOREALES?

     Las auroras boreales (o australes, en el hemisferio sur) son el resultado de la interacción del viento solar con el campo magnético terrestre. El Sol envía al espacio un flujo de partículas cargadas, principalmente electrones y protones, de forma continua. Habitualmente, cuando estas partículas se aproximan a la Tierra, son desviadas por la magnetosfera y sólo aquellas más energéticas llegan a sortear esta defensa entrando por los polos, donde el campo magnético terrestre es mas débil. 

 

 

Foto realizada con el móvil por nuestro compañero Carlos desde las afueras de la ciudad de Burgos (Villanueva de Río Ubierna).

     Cuando estas partículas entran en contacto con las partes altas de la atmósfera, normalmente a alturas entre los 100-300 km, se encuentran con un gas enrarecido (muy poco denso) compuesto principalmente por átomos,  aunque también hay algunas moléculas, de oxígeno y nitrógeno. Cuando el viento solar impacta con este gas excita a esos átomos (o incluso los ioniza, según como sea su energía) que al volver a su estado fundamental, casi de manera instantánea, emiten una pequeña cantidad de energía. La suma de todas ellas es la aurora boreal. 

     Los colores que vemos en la misma dependerán de las partículas y energía en juego. El principal responsable de las auroras es el oxígeno. Al excitarse produce los dos colores más característicos: el rojo y, sobretodo, el verde. El primero se da en la parte más alta de la atmósfera donde la abundancia de oxígeno es menor y por tanto también la energía necesaria, produciéndose transiciones a mayor longitud de onda. Un poco más abajo, en el rango de altura comentado anteriormente, el oxígeno es más abundante y las transiciones son más energéticas, dando lugar al típico color verde. Por otro lado, por debajo de estas alturas, es más abundante el nitrógeno y su interacción con las partículas cargadas provenientes del Sol dan lugar a colores rojizos y violetas. La gama de colores que vemos durante una aurora boreal será la mezcla de todas estas interacciones, a distinas alturas y con distintos elementos, e irá cambiando de forma e intensidad a medida que el viento solar es atrapado por la magnetosfera.

Así capturó con su teléfono nuestro socio Dani la aurora desde la sierra de Madrid (Collado Mediano).

LA GRAN AURORA DEL 10 DE MAYO: ¿POR QUÉ TAN AL SUR?

     La energía del viento solar no es siempre la misma sino que varía según el momento del ciclo solar en el que nos encontremos. Como ya mencionamos hace un tiempo, en la actualidad estamos inmersos en el máximo solar. Durante este periodo, que según los ciclos puede durar al menos 2-3 años, el Sol se muestra más activo. Esto quiere decir que la cantidad y complejidad de fenómenos como manchas, protuberancias y fulguraciones se incrementan de forma considerable. Como consecuencia de todo esto, también el número y la intensidad de tormentas solares (también llamadas tormentas geomagnéticas) aumenta. Una de ellas ha sido la responsable de las grandes auroras vistas durante las últimas horas.

     De manera más concreta, el origen de esta gran tormenta solar, la más importante de las dos últimas décadas, ha sido una eyección de masa coronal (EMC) generada en el grupo de manchas NOAA 13664. Se trata de un gran grupo, que alcanzó la categoría más compleja, cuya visibilidad es posible solo durante la época de máximo solar. Ha llegado a ser tan grande (unas 17 veces nuestro planeta) que ha podido observarse incluso a simple vista (recordemos que siempre hay que hacerlo con el uso de filtros adecuados). Su configuración magnética ha sido muy compleja, con múltiples emersiones, y en un momento dado se ha producido una reconexión magnética de las líneas del campo que ha liberado la ingente cantidad de energía que ha llegado hasta nosotros desencadenado la gran tormenta solar. En este caso, este grupo, en apenas unas horas ha originado no una, sino seis EMCs que se pueden ver aquí.

Imagen del Sol tomada el día 11 por nuestro compañero Leo desde Burgos. En el recuadro se puede ver en detalle el gran grupo que ha originado las últimas auroras, con nuestro planeta, a escala, a su lado para resaltar sus dimensiones.

     Las EMCs son un hecho más o menos habitual en el Sol, sobretodo en épocas de máximo, y hay que tener en cuenta que pocas veces alcanzan la Tierra. Para ello tienen que venir en nuestra dirección y justo a nuestra altura, lo cual no es tan fácil como pudiéramos creer. Para entenderlo mejor tenemos que imaginarnos todo esto en 3D y no como hacemos tan a menudo, como si fuera un plano. El tiempo medio que tarda en llegar la energía de estas ECMs a nuestro planeta es típicamente de 24-48 h. Esto quiere decir que una vez detectada una hipotética tormenta potencialmente dañina capaz de impactar sobre nosotros (el Sol está monitoreado día y noche) disponemos de un cierto tiempo para proteger satélites e infraestructuras con el fin de evitar o minimizar posibles daños. Es algo obvio, pero viendo el ruido que generan terraplanistas y gente similar, especialmente en redes sociales, plagadas de expertos (léase con ironía), merece la pena aclarar que nos es tan probable que se den toda esta serie de requisitos, y mucho menos con una intensidad tal que suponga una amenaza para nuestra civilización.

      Cuando se producen estas tormentas tan intensas, la cantidad de partículas en el viento solar y su energía es tan alta que son capaces de atravesar buena parte de nuestro planeta hasta llegar a latitudes muy alejadas de los polos, cercanas incluso al Ecuador, y a partes bajas de la atmósfera. Esto hace que, de manera muy ocasional (una o dos veces por ciclo solar) se puedan ver auroras en nuestras latitudes, aunque no tan intensas como esta última. La tormenta solar fue tan energética, de hecho alcanzó el nivel máximo de la correspondiente escala, que llegó a producir auroras en sitios tan al sur como las Islas Canarias (28º de latitud) o ¡incluso Puerto Rico (18º)! En estos casos, nos llega la cola del viento solar, la parte final más débil, con lo cual son poco intensas y son muy difíciles de ver a simple vista, de hecho se suelen confundir con nubes. Tienden a ser rojizas (por la baja altitud) y solo se ven en la parte más cercana al horizonte norte, siendo bastante estáticas, nada que ver con el espectáculo dinámico y lleno de colores que podemos observar en las partes cercanas a los polos, donde llegan a extenderse por buena parte del cielo.

Imagen de la parte final, más difuminada, de la aurora del pasado día 10 desde Villanueva de Río Ubierna (Carlos).

 

    En los próximos días compartiremos la experiencia de uno de nuestros compañeros, que observó esta aurora desde Sicilia. Aprovechando también el tema de las auroras, tenemos pendiente también compartir los viajes que nuestros socios han hecho a tierras nórdicas para disfrutar en condiciones las auroras "de verdad". Mientras tanto seguiremos mirando hacia el cielo ...