lunes, 1 de julio de 2013

A la caza de la Auroras Boreales (y IV)

Cómo fotografiarlas...
Hacer fotos de auroras no requiere grandes conocimientos teóricos ni un gran equipamiento, pero si unos mínimos requerimientos que harán que nuestras fotos tengan un aspecto bastante aceptable. He aquí cómo:
El Equipamiento básico consistiría en un trípode robusto, un cable  disparador (intervalómetro si pretendemos utilizar la técnica time-lapse), una cámara SLR, es decir, un réflex digital y un buen objetivo, a poder ser gran angular o incluso “ojo de pez”, pero que sea todo lo luminoso que nuestro presupuesto nos permita. Lo interesante es que esta cámara tenga buena calidad con ISO alto, es decir, que aunque le pongamos una sensibilidad de 800 ó 1600 no se note el ruido en la imagen. Aunque seria deseable,  “tirar” la foto en formato RAW, si no sabemos procesar la imagen correctamente en dicho formato, mejor hacerlo en JPEG de la mejor calidad posible. Debemos tener en cuenta que en una cámara de aficionado el procesado de la imagen que hace la propia cámara si tenemos seleccionada la opción de “reducción del ruido” suele durar el mismo tiempo que la toma, si tiramos en formato RAW este proceso puede ralentizarse algo más. Si la cámara lo permite podemos disparar en formato RAW y JPEG y así tendremos dos calidades. Algunos expertos recomiendan quitar esta opción con el fin de poder tomar imágenes más seguidas, sobre todo si queremos realizar un time-lapse.
Deberemos colocar tanto la cámara como el objetivo en modo “manual”, para evitar que actúe el autofocus de manera automática. Realizamos el enfoque manualmente tomando como referencia alguna estrella brillante o si está presente, la Luna y enfocándola correctamente teniendo cuidado de mover el anillo de enfoque. Utilizar la opción LiveView que tienen muchas cámaras nos puede ayudar a mejorar el enfoque. La velocidad de obturación debemos dejarla en la opción B (o modo Bulb en inglés) para así decidir nosotros el tiempo.

Como decíamos el objetivo debe ser luminoso f2.8 o incluso mejores como f1.8. Si no disponemos de un objetivo de estas características deberemos aumentar el tiempo de exposición con lo que las estrellas puede ser que no aparecerán como puntos sino como líneas. Como la exposición es inversamente proporcional al cuadrado de su apertura, significa que una lente con f 2,8 necesitará cuatro veces más tiempo para capturar una imagen que una de f 1,4. Por ejemplo con un objetivo f/1.4 solo necesitaremos 7,5 segundos, pero con un f/3.5 podemos llegar a los 50.
Para el movimiento al apretar el botón de disparo, deberemos hacernos con un cable disparador, que también puede ser inalámbrico, aunque no es recomendable por los posibles fallos causados por las bajas temperaturas y la duración de las baterías.
Los tiempos de exposición normalmente varían de los 8 segundos a los 40. Todo depende de nuestro objetivo y del brillo de la aurora. Por ejemplo, un tiempo de exposición para ISO 800 y f/2.8 sería de unos 30 segundos o menos. Pero todo depende del tipo de formación auroral que queramos fotografiar. Si la aurora se mueve despacio o permanece más o menos estable podemos poner tiempo más largos, pero si es del tipo “cortina de Luz” que ondea encima de nuestras cabezas las tomas tendrán que ser más rápidas para que no nos salga una imagen difuminada. Para evitar esto deberíamos emplear objetivos muy luminosos y olvidarnos de los objetivos que tengan, por ejemplo, f4 o superiores. Utilizar sensibilidades entre ISO 400 a 1600 suele ofrecer excelentes resultados.
Un problema grave de este tipo de fotografías es que se realizan en una naturaleza extrema. Debido a esta circunstancia los componentes de la cámara se ponen a prueba, sobre todo las baterías. El frio extremo (es fácil bajar de los 20 grados bajo cero) hace que éstas se agoten rápidamente por lo que convendrá llevar más de una para poder intercambiarla y tener así más tiempo para fotografiar. La de reserva conviene que la guardemos hasta su utilización en algún bolsillo bien resguardado de las gélidas temperaturas, para que mantenga intacto su voltaje. Con la que cambiemos haremos lo mismo ya que cuando vuelva a estar a temperatura “normal” recuperará gran parte de su carga inicial y podemos volver a emplearla si hiciera falta. También sería interesante disponer de una tarjeta de memoria que aguante estas condiciones. Los modelos “Extreme” de la marca Sandisk están diseñados para estos entornos tan poco habituales.
A la hora de hacer fotos la presencia de la Luna tendrá sus pros y sus contras. Su luz ilumina el cielo, y por lo tanto reduce la intensidad de la aurora. Además su presencia a veces puede presentar problemas de reflejos en las lentes del objetivo si no tenemos cuidado. En contrapartida el paisaje cercano que aparece en la foto estará ligeramente iluminado ofreciendo interesantes elementos de composición de la imagen. Si la noche es oscura deberemos llevar una linterna o un frontal, a poder ser un algún led de color rojo para que cuando lo encendamos nuestra pupila no se contraiga y perdamos capacidad visual nocturna. Si lo hacemos con luz blanca nuestros ojos tardarán unos 10 minutos en adaptarse otra vez a la oscuridad de la noche.
Las noches sin Luna ofrecer oportunidades para exposiciones prolongadas permitiéndonos realizar fotos en la que se vean los trazos de las estrellas y perfilando sobre este fondo estrellado el contorno de montañas o de árboles.

Otros consejos:
  • No está demás incluir algún elemento del paisaje en las tomas. Sueles hacer las fotos más atractivas y nos permiten tener un punto de referencia visual que nos haga tener una idea del tamaño de la aurora. Si el objetivo es bueno y luminoso será fácil que aparezcan en las fotos estrellas y constelaciones, incluso cometas como ha ocurrido recientemente, que harán la foto más espectacular si cabe.
  • No colocar ningún filtro delante del objetivo, ni siquiera el más habitual UV, ya que tienden a distorsionar la belleza de las auroras y degradar la imagen.
  • Si nuestra cámara tiene la opción de  "reducción de ruido" deberemos colocarlo en “AUTO”.
  • El “balance de blancos” debemos colocarlo en una temperatura de color de 4000K, si no podemos seleccionar esta temperatura lo colocaremos en modo "AUTO".
  • No estaría mal hacer un reconocimiento de la ubicación desde el que haremos la observación en pleno día y así elegir un buen terreno llano y con buen campo de visión.
  • Deberos alejarnos de núcleos urbanos para evitar en todo lo posible la contaminación lumínica.
  • Conviene proteger y cubrir los objetivos, sobre todo la lente frontal, pues nos ayudará a prevenir la formación de condensación en el interior del equipo, porque cuando se pasa de un entorno excepcionalmente frío a un espacio mucho más cálido, como puede ser un coche o una habitación, todo el exterior de la cámara se cubre de una capa de hielo y pueden formarse gotitas en el interior del sensor y del objetivo.
  • Hay que procurar no respirar directamente en el visor de la cámara, cerca de la lente del objetivo o LCD, ya que se empaña fácilmente pues a estas temperaturas tan bajas se cubre de hielo.
  • Por supuesto NUNCA utilizar el flash. Solo lo emplearemos cuando queramos sacar en primer término una persona y de fondo la aurora. Para ello, lanzaremos el flash sincronizado a lo que se conoce como “cortinilla trasera”, de este modo se verá a la persona y a la aurora.
  • Y por supuesto abrigarse mucho y evitar en todo lo posible quitarse los guantes para manipular la cámara, ya que como mínimo tendremos que soportar temperaturas de –15oC, aunque será fácil llegar a los –25oC.
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Más información sobre auroras polares:
www.swpc.noaa.gov
sdo.gsfc.nasa.gov/
www.spaceweather.com
helios.swpc.noaa.gov/ovation/
sohowww.nascom.nasa.gov/
www.solarphysics.kva.se
www.gi.alaska.edu/AuroraForecast
www.ccme.es/
vimeo.com/25811412
www.asc-csa.gc.ca/eng/astronomy/auroramax/connect.asp
twitter.com/AuroraMAX
www.iac.es/adjuntos/www/auroras.pdf
www.spaceweathercenter.org
www.auroraskystation.com/live-camera/9/
www.shelios.com
astronomynorth.com/
www.auroraskystation.com/live-camera/9/
www.asc-csa.gc.ca/eng/astronomy/auroramax/connect.asp



  

sábado, 22 de junio de 2013

A la caza de la Auroras Boreales (III)

Donde se pueden ver...
Ver estas hermosas llamaradas celeste no es sólo una cuestión de situarse al norte del globo terráqueo. Contrariamente a lo que podría pensarse, las auroras no son más fuertes en el polo magnético, ya que la mayor actividad auroral se suele desplazar a unos 20 grados más o menos de este punto. Las auroras generalmente rodean al planeta en una banda más o menos circular generada al presionar el viento solar a la magnetosfera, consiguiendo que esta banda se abulte pareciéndose a un óvalo. Cuanto mayor es el viento más se extiende hacia el sur el ovalo auroral. Este “cinturón o anillo” suele tener en condiciones normales un radio de unos 2500 kilómetros y está centrado en el polo norte magnético, que no coincide con el polo norte geográfico, sino que se sitúa al norte de Canadá. Lo mismo ocurriría en el polo austral. Este capricho es en realidad bastante conveniente para los aspirantes a ver una aurora ya que significa que no debemos estar casi en los polos rodeados de osos polares y un océano helado bajo nuestros pies, sino que podemos verlas en lugares no tan remotos e inaccesibles. La zona más delgada del óvalo auroral se encuentra siempre en el lado diurno terrestre, es decir donde es de día, mientras que la parte más gruesa se localiza en la zona nocturna terrestre. Hay lugares en la Tierra que pueden verlas unas 200 o incluso 250 noches al año, en función del ciclo de manchas solares. Estas regiones están situadas en una región circular alrededor de los polos magnéticos norte y sur y entre 65 y 75 grados de latitud. Sin embargo, estos lugares están distribuidos alrededor de una banda ovalada que gira alrededor de la zona auroral. Todo el norte de Norteamérica, Islandia, sur de Groenlandia y Laponia (la parte norte de Finlandia, Noruega y Suecia) se incluyen también entre las zonas de mayor probabilidad de verlas. Sin embargo la remota Siberia se pierde muchas de las auroras debido a que el polo magnético está desplazado hacia la región opuesta del polo, hacia Canadá como decíamos antes. Una curiosidad es que la ubicación exacta del polo norte geomagnético varía, desplazándose unos 60 kilómetros cada año. En la actualidad se halla cerca de la isla de Ellesmere en el extremo norte casi deshabitado de Canadá y se dirige al norte hacia Rusia. 
Si uno examina el cielo en busca de auroras, siempre hay que mirar hacia el horizonte norte, sobre todo cuando hay poca actividad o se está situado muy al sur. Con un poco de suerte, por encima del círculo polar ártico se pueden ver auroras boreales muchas noches sobre todo cerca del máximo solar que se produce, como hemos visto anteriormente, más o menos cada 11 años. Desde el sur de Escandinavia, los avistamientos se producirán sólo unas pocas veces al mes, mientras que en el centro de Europa apenas algo más que un par de veces al año, pero  incluso se han sido vistas desde el mediterráneo, pero sólo unas pocas veces cada siglo. Se calcula que en la zona del ecuador puede verse una aurora cada 200 años. En España, es muy raro ver este fenómeno. La probabilidad es más o menos de una al año en el norte del país, pero casi nula conforme nos movemos hacia el sur. No obstante, en el último máximo solar del año 2000 se pudo ver una el 6 de abril en toda la costa levantina y los más mayores quizás recuerden una que se pudo ver incluso desde Andalucía en plena Guerra Civil en 1938.
En el hemisferio sur, si quitamos la inaccesible Antártida y parte del océano antártico, sólo se pueden vislumbrar, durante una tormenta, a partir de Tasmania y el sur de Nueva Zelanda. Las luces del norte y del sur se producen simultáneamente y son casi imágenes especulares una de otra aunque menos activas las segundas.
En el centro y norte de Alaska (Fairbanks, Barrow, Fort Yukon, Prudhoe Bay, Bettles y al norte de la Dalton Highway Coldfoot) y los Territorios del Noroeste en Canadá(Yellowknife, Dawson City, Gillam, Fort Nelson o Fort McMurray), son lugares magníficos para ver las luces del norte, pero nos caen un poco a desmano. También algo complicado de llegar es a la ciudad rusa de Murmansk en el extremo noroeste del país, concretamente en la península de Kola en el mar de Barents y más o menos cerca de la frontera finlandesa.
De más fácil acceso, el sureste de la gran isla de Groenlandia (Kulusuk, Tasiilaq, Sermiligaaq, Kuummiut, Tiniteqilaaq o Isortoq) es otro lugar estupendo al que acercarnos. En Islandia (la isla Grimsey, Akureyri, Snæfellsnes o Ísafjörður) y Noruega debido a su situación cercana al mar, suelen tener bastante días nublados, pero al estar el clima influenciado por la mezcla del aire cálido de la corriente del Golfo y el aire frío del Ártico, el tiempo puede cambiar rápidamente, y con frecuencia una densa capa de nubes puede dar paso a una noche despejada. Sin embargo, en zonas interiores de Suecia y Finlandia al estar más alejados de la humedad marina, el clima es más seco y la posibilidad de nubes es menor. Varios lugares de Escandinavia son típicos para ver las auroras. En Noruega las islas Lofoten, cabo Norte , Alta, Hammerfest, Longyearbyen en la isla Svalbad y la ciudad de Tromsö, conocida como la capital de las auroras. En Finlandia, al norte de la ciudad de Rovaniemi, Ivalo y a orillas del lago Inari, y en Suecia, Kiruna y sobre todo la pequeña población de Abisko. No cabe la menor duda de que el tema económico es importante a la hora de hacer un viaje para ver este espectáculo natural. Por suerte en Europa, en los meses de invierno desplazarse más allá del círculo polar ártico no es difícil y hacerlo en avión es hasta cierto punto barato. Por ejemplo llegar a Abisko, situado a una latitud de 68° 21’ N y a 250 kilómetros en el interior del círculo polar, nos puede costar menos de 400 euros ida y vuelta desde España. En avión hasta Kiruna, vía Estocolmo, y luego un tranquilo viaje de poco más de hora y media en tren hasta la STF Abisko Turiststation, en el Abisko National Park. Situado en la esquina superior del noroeste de Suecia, en la Laponia, es una vasta extensión de llanuras, bosques, montañas, glaciares, lagos y ríos árticos. Se trata de una zona remota, salvaje y con una climatología con pocos días de nubes (marzo es el mes que menos nieva) en comparación con otras zonas nórdicas. Por todo esto, es un lugar excelente para la observación de las auroras. Además durante el día se puede practicar esquí alpino, esquí de fondo, raquetas de nieve o desplazarse en trineo tirado por perros o en motos de nieve. Y por supuesto conocer las costumbres del los habitantes de estos inhóspitos territorios, el pueblo indígena sami.
Una última opción es coger un vuelo que tenga ruta nocturna e invernal por el norte de Europa o bien vuelo desde Escandinavia a Estados Unidos o viceversa. Con un poco de suerte, y al estar más altos que las nubes, quizás tengamos la suerte de ver una aurora  por la ventanilla. Por eso se recomienda coger asiento en el lado derecho del avión si volamos hacia el Oeste y al revés si lo hacemos hacia el Este.
Cuando se pueden ver...
Los mejores meses para ver auroras boreales, van desde septiembre-octubre a marzo-abril y con más probabilidad coincidiendo con los equinoccios. Según la web SpaceWeather.com, estadísticamente hablando, marzo es el mes más activo geomagnéticamente del año, y octubre está en un cercano segundo lugar. No se sabe exactamente la causa pero durante la primavera y el otoño, el campo magnético interplanetario y el terrestre se enlazan. Sobre todo la primavera es temporada de auroras. Por razones no completamente entendidas por los científicos, las semanas alrededor del equinoccio vernal son propensas a la aurora boreal. Puede ser simple cuestión de geometría: como la Tierra gira alrededor de su órbita, los polos magnéticos terrestres están inclinados y forman ángulos diferentes con respecto al Sol, y cerca de los equinoccios, el campo magnético de la Tierra está mejor orientado para "conectarse" con el viento solar. Las perturbaciones geomagnéticas tienen casi el doble de probabilidades de ocurrir en la primavera y el otoño que en invierno y verano, de acuerdo a 75 años de registros históricos de la NASA.
Los largos períodos de oscuridad y la frecuencia de las noches claras durante el inverno boreal ofrecen muy buenas oportunidades para observar las auroras. Sin embargo, durante el verano del hemisferio norte, la luz solar impide ver la aurora en las altas latitudes del norte. A medida que el Sol sube en el cielo hasta el 21 de junio y luego desciende, apenas hay oscuridad suficiente en el cielo. Es el conocido Sol de Medianoche. Aunque debido a que el polo magnético se desplaza hacia América del Norte, las auroras pueden ser vistas, incluso en verano, en esas latitudes.
El mejor momento para observar la aurora es cerca de la medianoche local, desde las 21 horas hasta las 3 de la madrugada, pero se pueden empezar a ver nada más anochecer y su duración depende de varios factores pudiendo durar desde pocos minutos hasta horas, estando incluso hasta el alba iluminando el cielo. La actividad auroral tiende a llegar en oleadas durante la noche, que son llamados subtormentas aurorales. Incluso durante un período activo, habrá momentos de calma, sin embargo, el observador paciente suele ver un nuevo estallido de actividad al cabo de una hora o dos, o incluso menos.
De todos modos, la suerte jugará un papel fundamental. Por ejemplo, dependemos de la intensidad de la eyección solar y de la posición de la Tierra respecto a ella ya que no es lo mismo recibirla escorado 45° respecto a la perpendicular de la eyección que encontrase justo enfrente. Es tan raro que coincida una gran tormenta y que venga justo de frente, que muy pocas personas vivas en las regiones más al sur de Europa o América han visto nunca una aurora boreal.
Predicción de actividad
El pronóstico de la actividad auroral predice la ubicación esperada de las formas más activas de auroras que pueden esperarse para un periodo indicado. Así como tenemos el clima terrestre, también tenemos el conocido como “clima espacial” que son las condiciones y procesos que ocurren en el espacio y que tienen el potencial de afectar el ambiente cercano a la Tierra. Estos procesos incluir cambios en el campo magnético interplanetario, eyecciones de masa de la corona del sol, y perturbaciones en la magnetosfera terrestre. Al igual que los meteorólogos registran las temperaturas, vientos y la presión para predecir el clima, los científicos observan el Sol y el entorno espacial cercano a la Tierra para pronosticar el tiempo en el espacio. Utilizando los datos enviados por naves espaciales y estaciones terrestres de todo el mundo, buscan en la superficie del Sol signos de llamaradas y CME, siguen de cerca el viento solar, miden la energía que fluye en la atmósfera y la distorsión de los campos magnéticos cerca de la superficie terrestre. A partir de estos datos, el NOAA’s Space Weather Prediction Center (SWPC), realiza una predicción del “tiempo espacial” para dar una idea de las condiciones climáticas actuales y futuras del espacio. Estos mismos datos son los que nos proporcionan la probabilidad de ver auroras.
Las auroras son fenómenos en general poco luminosos, por lo que únicamente pueden verse con cielos claros. Las auroras débiles tienen un brillo parecido al de la Vía Láctea, por ello su observación no es sencilla y se ve influenciada por variedad de factores, tales como la cobertura de nubes, la luna y la contaminación lumínica, por lo que se verán fuertemente afectadas por la ubicación y por la suerte de tener un cielo despejado.
La radiación solar viaja a la velocidad de la luz y se puede medir unos minutos después de la erupción gracias a los satélites que tenemos orbitando en los que se conocen como puntos de Lagrange. Sin embargo, las partículas causantes de las auroras necesitan aproximadamente dos días hasta que alcanzan la Tierra. Cuanto más grande haya sido la cantidad de masa expulsada mayor será la posibilidad de ver las auroras.
Gracias a los satélites que continuamente escudriñan el Sol, con es el caso del ACE, se puede predecir una aurora con varios días de antelación. El NOAA Space Weather Outlook* tiene previsiones de hasta 27 días. El pronóstico de la aurora boreal para un lugar determinado mide la actividad geomagnética prevista con el llamado índice Kp o código geomagnético que va de 0 a 9. Por ejemplo, el índice 1 se considera actividad en calma, el de 2, baja, el de 3, moderada, el cuatro activa, el 5 alta y en adelante ya se considera que hay una tormenta solar. Un índice de 1-2 ya garantiza ver las auroras encima de nuestras cabezas en las zonas dentro del ovalo auroral. Cerca de este ovalo y si el índice es bajo se verán sobre el horizonte, pero si el índice alcanza el 4 podremos también verlas encima de nosotros. Si donde estamos hay contaminación lumínica este será el mínimo índice para poder ver algo, por eso es importante alejarse de núcleos urbanos con demasiada iluminación artificial. También es interesante llevar en nuestro smartphone o tablet algún app que nos avise de una próxima actividad geomagnética importante.
Parece claro que en lo que queda de 2013 y todo el 2014 serán años buenos para ver auroras. Luego habrá que esperar otra década...

Algunos Apps gratuitos sobre alertas de auroras para SO Android
y disponible en Google Play:

-Aurora Forecast de TINAC Inc.
-Aurora Buddy de Combatdave.
-Aurora Forecast de Appex

*http://www.swpc.noaa.gov/ftpdir/weekly/27DO.txt





domingo, 16 de junio de 2013

A la caza de la Auroras Boreales (II)

Segunda parte: Formas y colores
F o r m a s
Cuando la actividad es baja la aurora aparece en el cielo como una banda uniforme y tenue. Cuando se hace un poco más activa, la banda comienza a desarrollar líneas verticales o rayos. Los científicos llaman a este tipo de actividad “arco de rayos”. A medida que la actividad auroral aumenta, los rayos son más extensos y comienzan a doblarse sobre sí mismo formándose ondas muy parecidas a las que crea una bandera que ondea al viento. Esta también se conoce como aurora en forma de “cortina”. Esta cortina de luz es más brillante en su parte inferior, y se hace más tenue hacia su parte superior y las partes plegadas de la cortina parecen más brillantes que el resto. Otro fenómeno curioso que ocurre con las luces del norte es el efecto de “baile” que crean en el cielo producto de las oleadas del viento solar y de las distorsiones creadas por la forma del campo magnético terrestre.
Los astronautas en el espacio disfrutan de unas vistas impresionantes de este tipo de fenómenos al situarse por encima de la ionosfera. Sin embargo, nosotros sólo podemos ver una pequeña porción del óvalo auroral, y muchas veces puede llegar a ser complicado para nosotros distinguir una forma definida y mucho más distinguir colores. Desde el suelo, al comienzo de la noche, las auroras pueden aparecer sólo como un cambio leve en el color del cielo que se extiende de este a oeste. Su forma, desde el punto de vista del observador, depende de donde esté situado éste con respecto a ella. Esto se debe a la perspectiva. Cuanto más cerca estemos del óvalo auroral, más alta en el cielo aparece la aurora. Sin embargo cuando estamos lejos vemos largas formas curvadas que se extienden por todo el horizonte.  Cuando la aurora está directamente encima de la cabeza del espectador y los rayos parecen converger directamente sobre su cabeza, recibe el nombre de vista cenital y lo que vemos se asemeja a  unos enormes telones danzaran mecidos por el viento, como si nos cayera encima una lluvia de luz. A este tipo de aurora se le llama Corona. cuyo borde inferior cuales termina a unos 55 kilómetros sobre nosotros. Cuando la actividad es muy intensa, la forma de la cortina es más difícil distinguirla y se difumina por todo el cielo.
Parece que algunos observadores han llegado a escuchar sonidos, como chisporroteos o chasquidos, provenientes de las auroras. Aunque no está avalado científicamente ni hay estudios concluyentes podría ser que el campo magnético cree una carga electrostática que hace “sonar” las ramas de los árboles tan comunes en estas regiones.


C o l o r e s
El aire que respiramos está compuesto principalmente de nitrógeno y oxígeno, a pesar de que nuestro cuerpo utiliza sobre todo oxígeno. Así que durante una tormenta solar, como es lógico son estos dos elementos los que más se excitan y emiten los colores de la luz que vemos.
Cuando los electrones caen a un estado de menor energía, un átomo de oxígeno normalmente emite en una longitud de onda diferente de la que, por ejemplo, emite un átomo de nitrógeno. Esta variedad se llama espectro de emisión. Cada elemento tiene su propio espectro de emisión característico. Puesto que la energía es la luz, el color de la luz emitida en una aurora corresponde a una longitud de onda específica del espectro electromagnético. Los colores resultantes son reflejo de los gases que allí se encuentran. El más habitual es el color verde o verde amarillento que tiene su origen en el oxígeno que se encuentra en altitudes más bajas (alrededor de 60 kilómetros de altura). El más raro rojizo es también debido al oxígeno pero cuando reacciona con las partículas del sol a altitudes de 200-250 km. El azul-violeta se puede ver a menudo, a unos 120 Km de altura, y es debido al nitrógeno. Además cada color tiene un rango de altitud específica. La transición del oxígeno tarda menos de un segundo en emitir la luz verde y hasta tres minutos para hacerlo la roja. Así, en la atmósfera superior, donde el oxígeno es más abundante y el aire es menos denso, las colisiones son poco frecuentes y la transición del rojo tiene tiempo suficiente para que ocurra. En altitudes inferiores a 200 km no hay suficiente tiempo entre colisiones para esta transición, y solo podemos ver la del verde, la más común. Cuando hay una actividad muy alta, a unos 100 Km, el nitrógeno añade franjas rosáceas cerca de la parte inferior de la aurora. Algunas transiciones del nitrógeno ocasionalmente emiten luz azul, y gases más ligeros en la alta atmósfera como el hidrógeno y el helio pueden producir color azul o púrpura, pero estos colores son muy difíciles de distinguir.

Desgraciadamente y debido a la situación dentro del espectro electromagnético de las emisiones que producen las auroras es muy complicado que el ojo humano pueda apreciar sus fantasmagóricos colores ya que no es lo suficientemente sensible. Con baja luminosidad, las células de nuestros ojos, llamadas bastones, sólo son capaces de distinguir luz pero sin poder apreciar el color. Nos tendremos que conformar con apreciar un tono ligeramente verdoso pero no por ello menos espectacular. Si el brillo de la aurora es alto, ya seremos capaces de ver colores, sobre todo el verde, el color más común y al que es más sensible a nuestros ojos. Ocurre lo mismo que cuando observamos una nebulosa donde sólo vemos una tenue nubosidad brillante pero somos incapaces de apreciar sus maravillosos tonos rojizos, morados, etc. Por suerte, las fotografías y los videos nos permiten verlas en todo su esplendor.

sábado, 15 de junio de 2013

A la caza de la Auroras Boreales (I)

Primera parte: ¿Qué son?
Las auroras boreales son, sin duda, uno de los espectáculos más fascinantes que la naturaleza nos puede ofrecer, pero desgraciadamente no son fáciles de ver y depende de muchos factores una buena observación. Una aurora polar es un fenómeno celeste luminiscente visible en el cielo nocturno, normalmente en latitudes altas. Este fenómeno fue llamado "Aurora Borealis", nombre dado por el científico francés Pierre Gassendi en el siglo XVII. Aurora, nombre de la diosa romana del amanecer y que en latín viene a significar "alba del norte", puede aparecer como un resplandor en el horizonte septentrional como si el Sol estuviera saliendo por la dirección equivocada. Como en el hemisferio sur ocurre el mismo fenómeno con el resplandor proveniente del sur, la “Aurora Australis”, los científicos prefieren llamarle simplemente "Aurora Polar".
Las auroras son conocidas por el hombre desde tiempo inmemorial. Ya en el año 37 después de Cristo, los romanos vieron lo que pensaron era un terrible incendio reflejado en el cielo. El emperador Tiberio envió un ejército a Ostia para ayudar a las víctimas del fuego. Lo que realmente estaban viendo era una gran aurora roja. Este impresionante fenómeno está profundamente arraigado en la mitología de muchas culturas. Antiguamente las también conocidas como “luces del norte” (northern lights en inglés), eran vistas como advertencias de desastres y otras calamidades. En el norte de Europa se creía que estas luces eran los reflejos emitidos por los grandes bancos de arenque en el cielo. También se referían a ellas como "los incendios que rodean los bordes norte y sur del mundo". En Finlandia se les denomina “revontulet”, que podía traducirse como “los fuegos del zorro”. Según la leyenda, los zorros hechos de fuego viven en Laponia, y las auroras son producidas por las chispas lanzadas a la atmósfera por sus colas. El pueblo sami, mayoritario en toda Laponia, cree que se debe tener especial cuidado y tranquilidad cuando se observan las luces del norte, llamadas “guovssahasat” en idioma sami septentrional, ya que es peligroso burlarse, cantar o reírse pues esta actitud puede hacer que las auroras desciendan sobre el burlador y lo maten. Para los indios algonquinos de Canadá y Estados Unidos las luces son sus antepasados bailando alrededor de un fuego ceremonial. La tradicional del pueblo inuit de Alaska cuenta que los movimientos ondulados de las auroras son sus antepasados. Creen que son los familiares y amigos que se han ido al cielo y marchan o bailar para que la gente les recuerde. Más recientemente los buscadores de oro durante la famosa “fiebre del oro” del Klondike de finales del siglo XIX, creían que las luces del norte eran el reflejo de la veta madre de todo el dorado metal. 
Pero no fue hasta finales del siglo XIX cuando el científico noruego Kristian Birkeland sugirió que las luces del norte eran resultado de la interacción entre las partículas procedentes del Sol y el campo magnético de la Tierra. Organizó varias expediciones al extremo norte de Noruega estableciendo estaciones de observación para recoger datos de las auroras y de la magnetosfera. La confirmación de sus teorías tuvo que esperar a la llegada de la era espacial y a que los satélites pudieran explorar nuestro campo magnético.


Cómo se producen las auroras boreales
Nuestra atmósfera nos separa del hostil y mortal espacio exterior. Está  definida en capas separadas según las características de cada altitud, en particular los cambios de temperatura con la altura. La magnetosfera es la más externa y la más extensa de las capas de esta “piel de cebolla” que es nuestra atmosfera. Curiosamente su origen hay que buscarlo en el interior de nuestro planeta. El continuo giro del hierro fundido del núcleo terrestre crea un imán gigante que es el responsable del campo magnético terrestre. Las líneas de este campo se extienden hacia el espacio exterior más allá de nuestra atmósfera. Esta funda protectora, que nos preserva de las peligrosas partículas de alta energía procedentes del viento solar, no es exactamente esférica. El viento solar empuja a la magnetosfera y la deforma de modo que en lugar de un haz uniforme de líneas de campo magnético, como las que mostraría un imán imaginario colocado en dirección norte-sur en el interior de la Tierra, lo que se obtiene es una estructura alargada con forma de lagrima o cometa con una larga cola en la dirección opuesta al Sol. Nuestro campo magnético es, entre otras causas, responsable de la formación de los misterios cinturones de Van Allen, dos regiones gigantescas en forma de toroide que rodean la Tierra y dénsamente pobladas de electrones y protones de alta energía que se mueven en espiral entre los polos magnéticos del planeta. Se extienden hasta los 60.000 kilómetros.
     Durante los máximos solares nuestro campo magnético, habituado a desviar el viento solar, recibe de pronto una onda de choque altamente energética y no da abasto distorsionando y cambiando la magnetosfera de la Tierra. Las líneas de campo magnetosfera pueden estirarse y romperse. La mayoría de las partículas son desviadas, aunque algunas llegan a entrar en las capas internas del campo magnético y son arrastradas hacia los polos siguiendo las líneas de fuerza. Allí donde nuestra magnetosfera es más débil, entran en contacto con la atmósfera terrestre chocando con las moléculas del aire, nitrógeno y oxígeno en su mayoría, a una velocidad de una décima parte la de la luz. El plasma, o estado de la materia compuesta de electrones e iones cargados, conduce la electricidad y parte de la energía liberada en esos "microimpactos" se libera en forma de luz de diversos colores, las auroras. Éstas se producen en la conocida como termosfera o ionosfera y se mantienen por encima de los 80 kilómetros porque por debajo de esa altitud la atmósfera es tan densa y los choques con las partículas cargadas ocurren tan frecuentemente que los átomos y moléculas están prácticamente en reposo. Por otro lado, las auroras no pueden estar más allá de los 400 kilómetros porque a esa altura la atmósfera es demasiado tenue -poco densa- para que las pocas colisiones que ocurren tengan un efecto significativo. En la ionosfera, el oxígeno (O) y el nitrógeno (N) atómicos y el nitrógeno molecular (N2) se encuentran en su nivel más bajo de energía, denominado nivel fundamental. El aporte de energía proporcionado por las partículas solares perturba a esos átomos y moléculas, llevándolos a estados excitados de energía. Al cabo de un tiempo muy pequeño, del orden de las millonésimas de segundo o incluso menos, estos átomos y moléculas vuelven a su nivel fundamental, devolviendo la energía en forma de fotones de luz. Se necesita miles de millones de estos saltos cuánticos para que podamos ver una aurora. Estamos siendo testigos de la evidencia visible del movimiento de las partículas a lo largo de las líneas del campo magnético de la Tierra.
Curiosamente, las luces de neón funcionan gracias al mismo principio físico.



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