Ottobre 2003:L'aurora boreale cerca di impressionare alcuni abeti a Fairbanks, dell'Alaska. Kevin Schafer/The Image Bank/Getty Images Se hai mai vagato fuori per vedere un cielo notturno spruzzato di onde di colore verdi o rosse, o hai accesso a farmaci interessanti, o hai visto un'aurora in prima persona.
Se appartieni a quest'ultima categoria, è sicuro dire che la tua osservazione del cielo ha avuto luogo durante la primavera o l'autunno. Lungo, le notti buie che non sono miseramente fredde creano una bella atmosfera in cui vivere per le aurore. Sebbene ci siano alcune idee sul motivo per cui le aurore si manifestano maggiormente nel periodo che circonda gli equinozi d'autunno e di primavera (all'incirca il 23 settembre e il 21 marzo), nessuno conosce il motivo completo per cui le tempeste geomagnetiche aumentano durante quel periodo.
E con quella menzione casuale del geomagnetismo, dovremmo essere tutti d'accordo su cosa sia un'aurora. Al loro cuore, le meravigliose aurore che conosciamo e amiamo provengono dalle tempeste solari che interagiscono con il campo magnetico terrestre (che può causare - hai indovinato - tempeste geomagnetiche). Il vento solare contiene particelle energizzate che entrano nel nostro campo magnetico. Questo afflusso di energia solare viene infine trasferito agli ioni atmosferici, principalmente ioni azoto e ossigeno. Quegli ioni eccitati emettono quel po' di energia in più sotto forma di luce, e nasce un'aurora. In realtà è molto simile al modo in cui otteniamo la luce al neon [fonte:Taylor]. Ma, Certo, un'aurora può essere alta 60 miglia (100 chilometri) o più, e possiamo vederlo nel freddo cielo notturno [fonte:Taylor].
Mentre molti che non hanno visto un'aurora la considerano un fenomeno raro, in realtà ce n'è uno che si verifica da qualche parte sulla Terra in ogni momento [fonte:Lummerzhein]. Ora concesso, che l'aurora non è necessariamente spettrale, motivo dipinto a cui tutti di solito pensiamo. Quando il vento solare è calmo, solo quelli a latitudini estremamente elevate potrebbero vederlo - infatti, potrebbero non essere in grado di vederlo affatto, come potrebbe essere terribilmente debole.
Questa illustrazione della NASA mostra la connessione Sole-Terra e come il vento solare viaggia tra i due. Immagine per gentile concessione della NASA Allora perché durante l'autunno e la primavera abbiamo una stagione dell'aurora molto più robusta? Il geomagnetismo non segue uno schema stagionale, né l'attività solare (sebbene abbia quel ciclo di macchie solari di 11 anni), quindi non sembra avere alcun senso. Gli scienziati riconoscono di non essere del tutto sicuri del motivo per cui l'autunno e la primavera sembrano essere i periodi migliori per le aurore. Ma hanno alcune idee, grazie a fonti come la missione THEMIS della NASA, abbreviazione di Timed History of Events e Macroscale Interactions durante le sottotempeste.
Parte della stagionalità sembra puntare alla geometria. Il campo magnetico terrestre punta a nord, e ci sono momenti in cui il campo magnetico ad ampio raggio del sole (chiamato campo magnetico interplanetario , o FMI ) punta a sud. Ciò consente un allineamento serio; La linea del campo magnetico terrestre può puntare direttamente nel vento solare. La linea del campo magnetico nord-sud del sole è chiamata B z ( ape-sub-zee ). Quando B z punta a sud, il FMI si allinea con il campo magnetico terrestre e lo diminuisce, quindi è più facile per il vento solare entrare e per la sua energia entrare nella nostra magnetosfera interna [fonti:NASA, NASA]. B z oscilla tra nord e sud, ma in primavera e in autunno può prendere grandi oscillazioni a sud. Quello che otteniamo è un diluvio di luci da discoteca nel cielo.
C'è un'altra ragione geometrica per le aurore preferite dell'autunno-primavera. L'asse di rotazione del sole è leggermente inclinato, e il vento solare è più forte ai poli. Quindi ogni sei mesi, quando la Terra è alla sua latitudine più alta rispetto al sole, saremo più in contatto con i poli del sole e quindi il suo vento [fonte:NASA].
Così il gioco è fatto. Le aurore accadono stagionalmente a causa della geometria e del B z . Beh... non proprio. Nel 2001, è stato pubblicato un articolo che sosteneva che tutti questi fattori noti delle aurore stagionali rappresentavano solo circa un terzo delle tempeste geomagnetiche [fonte:NASA]. Il riposo? Solo il cielo lo sa.
Dove inizia lo spettacolo di luciQuesto eccellente video di cinque minuti del Dipartimento di Fisica dell'Università di Oslo, disponibile sul sito Web della NASA, spiega come si formano le aurore. Vale la pena guardare se non l'hai ancora risolto del tutto.
Una delle cose più belle dello studio della scienza nello spazio è che per ogni risposta che trovi, ti verrà un'altra domanda. Lo studio delle aurore ne è un esempio fantastico; Sicuro, sanno un paio di cose sul perché sono stagionali. Ma questa è solo una piccola parte che non spiega il tutto. Per avere maggiori informazioni sulle aurore in generale, La NASA ha lanciato la missione THEMIS, e puoi leggere i risultati dell'agenzia qui.
