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Cos’è l’aurora boreale?

by Adriana Carelli
Aurora boreale

Introduzione

L’, spesso chiamata anche o australe, a seconda che il fenomeno si verifichi nell’emisfero nord oppure sud, è un fenomeno ottico dell’atmosfera terrestre, caratterizzato da bande luminose aventi un’ampia gamma di forme e colori in continuo movimento. I colori dell’aurora polare sono principalmente rosso, verde e azzurro.

Cause

Il fenomeno è causato dall’interazione di particelle cariche (protoni ed elettroni) di origine solare () con la terrestre (altezza 100km -500km).  Queste particelle eccitano gli atomi dell’atmosfera che dissecandosi in seguito emettono luce di varie lunghezze d’onda. Le aurore visibili ad occhio nudo sono prodotte dagli elettroni, mentre quelle prodotte dai protoni possono essere osservate solo con particolari strumenti.

Le aurore polari sono più intense e frequenti durante i periodi di intensa attività solare.

Le origini

L’origine dell’aurora si trova a 149 milioni di km dalla Terra, cioè sul Sole. La comparsa di un grande numero di macchie solari è la prima avvisaglia di un’attività espulsiva di massa coronale. Le particelle emesse dal Sole viaggiano nello spazio formando il vento solare, questo arriva sulla Terra con una velocità compresa tra i 400 km/s e gli 800 km/s, trascinando con sé parte del campo magnetico solare chiamato anche campo magnetico interplanetario. Il vento solare, quando incontra il , detto , lo distorce creando una sorta di “bolla” magnetica, di forma simile a una cometa.

La magnetosfera è uno scudo che scherma la Terra dal vento solare, pertanto queste particelle scivolano lungo la magnetosfera e passano oltre la Terra. Però a volte le particelle del Sole, sotto forma di plasma, penetrano la magnetosfera e dopo complessi fenomeni con la ionosfera terrestre, dove si depositano immense quantità di elettroni e protoni dando luogo al fenomeno delle aurore polari. Le aurore sono più intense quando sono in corso tempeste magnetiche causate da una forte attività delle macchie solari.

Perché le aurore si vedono solo ai poli?

Le zone artiche, siccome hanno una magnetosfera più sottile rispetto al resto del pianeta, sono più esposte a questo fenomeno. In realtà è capitato di vedere aurore fino a 40o di latitudine.

Magnetosfera

Il campo magnetico terrestre fa da scudo alla superficie della Terra dalle particelle cariche del vento solare. È compresso dal lato del giorno (ovvero del Sole) a causa della forza delle particelle in avvicinamento, mentre è esteso dal lato della notte.

La fisica dell’aurora

L’aurora è formata dall’interazione di particelle ad alta energia (in genere elettroni) con gli atomi neutri dell’alta atmosfera terrestre. Queste particelle possono eccitare, mediante collisioni, gli elettroni di valenza dell’atomo neutro. Dopo un intervallo di tempo questi elettroni ritornano allo stato iniziale, emettendo fotoni (particelle di luce). Questo processo è simile alla scarica al plasma di una lampada al neon.

I colori di un’aurora dipendono da quali gas sono presenti nell’atmosfera, dal loro stato elettrico e dall’energia delle particelle che li colpiscono.

L’ossigeno atomico è responsabile del colore verde, l’ossigeno molecolare è responsabile del colore rosso, l’azoto causa il blu.

Variazioni del Sole ed effetti sulla Terra

La direzione del campo magnetico interplanetario, e la velocità e la densità del vento solare, dipendono dall’attività del Sole. Queste possono cambiare in poco tempo portando a ripercussioni nel campo geomagnetico. Quando l’attività solare aumenta, il bordo meridionale dell’aurora boreale si muove verso sud. Anche le emissioni di materia da parte della corona solare, causano aurore più estese. Se il campo magnetico interplanetario è rivolto in direzione opposta a quello terrestre, le aurore saranno più intense.

Le tempeste geomagnetiche, che sono disturbi nella magnetosfera terrestre, possono produrre cambiamenti improvvisi nella forma e nel movimento dell’aurora, chiamate sottotempeste aurorali. Le tempeste magnetiche possono durare ore o giorni e le sottotempeste aurorali  possono avvenire diverse volte al giorno.

Suoni delle aurore polari

L’origine di questi suoni non è ancora chiara, si ritiene siano dovute a perturbazioni del campo magnetico terrestre locale, causate da un’aumentata ionizzazione dell’atmosfera sovrastante.

Le aurore polari sono accompagnate da emissioni di onde radio, note come “aural chorus”. Queste possono essere convertite in audio mediante un apposito ricevitore e otteniamo un suono che assomiglia ad un coro di uccelli.

Video spettacolari da Youtube

 

 

Riferimenti:

Approfondimenti

Consigli su dove avvistarla:

Aurora boreale: Dieci infallibili consigli per avvistarla

Aurora Boreale: Consigli su come, dove e quando osservarla!

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1 comment

JuliaVolta 19/06/2020 - 20:48

Affascinante…peccato che cercando sul web non abbia trovato un esempio del suono prodotto 🙁

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