¿Cómo se forman las auroras y por qué son verdes o rojas?

Un arco verde cruza el cielo nocturno y, por encima, aparece un tenue resplandor rojo. Lo que parece un velo iluminado es luz de nuestra propia atmósfera: partículas energéticas, sobre todo electrones, excitan el oxígeno y el nitrógeno a gran altura. Cuando esos átomos y moléculas liberan energía, producen una aurora.

El Sol aporta la energía que impulsa el proceso. Sin embargo, los colores no proceden del color del Sol: dependen de los gases, de su estado energético y de la altura. Por eso, un mismo elemento puede emitir luz verde y roja.

Del Sol al resplandor: cuatro pasos

El fenómeno no consiste simplemente en un vuelo directo de partículas desde el Sol hasta el aire terrestre. Para entenderlo, sigue el recorrido de la energía:

1. El Sol emite una corriente de partículas. El viento solar está formado por partículas con carga eléctrica y transporta un campo magnético. No es un viento de aire como el que sentimos en el suelo.
2. El viento solar interactúa con la magnetosfera. Así se llama la región del espacio dominada por el campo magnético terrestre. La energía puede transferirse a este sistema, almacenarse y liberarse después.
3. Los electrones se aceleran. Se desplazan a lo largo de las líneas del campo magnético hacia la atmósfera superior. Esas líneas describen la estructura del campo; no son cables visibles en el cielo.
4. Los gases atmosféricos emiten luz. En las colisiones, los electrones transfieren energía a átomos y moléculas. Estos pasan a un estado de mayor energía, llamado «excitado». Al regresar a un estado de menor energía, emiten luz (NOAA: Aurora, en inglés).

La distinción clave es esta: la energía procede en última instancia del Sol, pero el material que brilla pertenece a la atmósfera de la Tierra. Una aurora no es aire ardiendo ni una nube de colores que llega desde el Sol.

Por qué aparecen sobre todo en las regiones polares

El campo magnético terrestre guía los electrones de manera que las luces suelen concentrarse en dos regiones con forma de anillo alrededor de los polos magnéticos. Son los óvalos aurorales. En el hemisferio norte hablamos de aurora boreal; en el sur, de aurora austral.

No imagines una pequeña cubierta luminosa justo sobre cada polo geográfico. Un óvalo abarca una región extensa y cambia con la actividad geomagnética. Durante tormentas geomagnéticas intensas puede expandirse hacia latitudes más bajas, permitiendo que las auroras aparezcan mucho más lejos de las zonas polares (NOAA).

Los círculos polares geográficos y los óvalos aurorales son cosas distintas. Los primeros se definen por la inclinación del eje terrestre y las condiciones de iluminación solar. Los segundos están relacionados con el campo magnético. Una línea situada a unos 66,5 grados de latitud no marca, por tanto, un límite fijo para ver auroras.

Qué gases producen los colores

Podría parecer que el verde tiene que proceder de un gas y el rojo de otro. En realidad, el oxígeno atómico puede emitir ambos colores. Sus distintos estados excitados dan lugar a emisiones de luz diferentes.

Son relaciones típicas, no pisos de colores con fronteras rígidas. La NASA explica esta variedad por el gas, la altitud y la energía de las partículas implicadas (NASA: Auroras, en inglés).

En una fotografía también pueden superponerse varias emisiones en la misma dirección. Un tono violeta no es, por sí solo, una medición precisa de la altura o de la intensidad de una tormenta solar.

Por qué la luz roja del oxígeno suele formarse más arriba

No basta con que un átomo reciba energía: también necesita tiempo para liberarla en forma de luz.

El estado excitado responsable de la emisión roja del oxígeno dura relativamente mucho. En aire más denso, otras colisiones pueden retirar esa energía antes de que se emita la luz roja. A mayor altura, el aire es más tenue y esos choques son menos frecuentes. Allí la emisión roja tiene mejores condiciones. La emisión verde se produce más rápido y puede destacar a menor altura (NPS: The Colors of the Aurora, en inglés).

Quédate con esta idea: un mismo elemento puede brillar de distintas maneras, y la densidad del aire influye en cuáles llegan a verse. Afirmar sin más que «el rojo significa más energía que el verde» sería incorrecto.

De dónde salen los arcos, rayos y cortinas

Las auroras no son lámparas inmóviles. Cambian tanto la distribución de los electrones que llegan como los procesos de la magnetosfera. Así aparecen arcos, rayos estrechos, pliegues y cortinas en movimiento. La orientación de muchas estructuras está relacionada con el campo magnético.

El resplandor se produce muy por encima de las nubes meteorológicas habituales. La NOAA sitúa el intervalo global típico entre unos 80 y 500 kilómetros de altura. Una banda de nubes puede pasar por delante y ocultar una aurora aunque esta siga brillando por encima.

Que se forme una aurora no significa que puedas verla

Para preparar una observación, separa tres comprobaciones:

1. Meteorología espacial: ¿hay indicios de mayor actividad auroral relevantes para tu región? Consulta un servicio especializado como el NOAA Space Weather Prediction Center, en lugar de basarte solo en una foto colorida tomada en otro lugar.
2. Estado del cielo: ¿está oscuro y suficientemente despejado? La luz del día puede ocultar el tenue brillo. Las largas noches de invierno facilitan la observación en latitudes altas; el frío no es la causa de las auroras.
3. Tu propia observación: anota lugar, hora, dirección, forma y color. Distingue lo que has visto a simple vista de lo que solo aparece en una fotografía. Las cámaras pueden captar auroras débiles que nuestros ojos no detectan (NASA).

Una imagen de verde intenso no garantiza que la experiencia sobre el terreno resulte igual de colorida. Tampoco una previsión favorable sustituye a un cielo despejado ni a una observación real.

Sitúa las regiones polares en el globo

Con LiveGlobe 3D puedes girar el globo, acercar la vista, buscar lugares y mostrar los círculos polares geográficos. Compara, por ejemplo, el norte de Escandinavia con Europa central, recordando que un círculo polar geográfico no es un óvalo auroral. El acceso web contempla el inicio de sesión; la búsqueda de lugares depende de servicios externos.

El artículo ¿Por qué el cielo es azul y los atardeceres suelen ser rojos? explica otro mecanismo: la dispersión de la luz solar que ya existe. En una aurora, los gases excitados emiten su propia luz.

Explora las regiones polares con LiveGlobe 3D y recuerda esta cadena: Sol → magnetosfera → electrones energéticos → gases atmosféricos excitados → luz.