By Il suggestivo spettacolo delle Aurore Polari
Le Aurore Polari
L’aurora boreale è uno dei fenomeno che da sempre ha affascinato l’essere umano, con i suoi colori e i suoi movimenti sinuosi. Un fenomeno fisico che fa scaturire un senso non solo di fascino ma addirittura di sublime, un sublime molto simile a quello romantico, che evoca un senso di mistero e genera una voglia di conoscenza dell’ignoto.
Oggi le dinamiche della formazione delle aurore boreali sono ben note, ma questo fenomeno non smette di attirare l’attenzione, senza mai perdere il suo fascino primordiale.
Vediamo quindi perché si generano le Aurore Polari.
Attività solare
Per capire la formazione delle Aurore bisogna prima analizzare l’attività solare, essa viene misurata in base al numero di macchie solari che compaiono in maniera ciclica e più o meno intensa sulla superficie solare. Quando la superficie solare mostra un ampio numero di macchie, il Sole sta attraversando una fase di maggior attività ed emette maggior energia nello spazio circostante. Il numero medio di macchie solari presenti sul Sole non è costante, ma varia tra periodi di minimo e di massimo. Il ciclo solare è il periodo, lungo in media 11 anni, che intercorre tra un periodo di minimo (o massimo) dell’attività solare e il successivo. La lunghezza del periodo non è strettamente regolare, ma può variare tra i 10 e i 12 anni.
L’attività solare si manifesta in svariati modi e oltre alla variazione del numero di macchie solari, molti fenomeni osservabili del sole manifestano variazioni cicliche undecennali, tra cui la frequenza di brillamenti solari, espulsioni di massa coronali, come pure la frequenza di aurore sulla Terra.
Il Sole però è una stella con alcune caratteristiche molto variabili, che cambiano con periodi che vanno da poche ore a centinaia d’anni.
La direzione del campo magnetico interplanetario, e la velocità e la densità del vento solare, dipendono tutte dall’attività del Sole. Possono cambiare drasticamente in poco tempo e influenzare l’attività geomagnetica. Quando questa aumenta, il bordo meridionale dell’aurora boreale si muove verso sud. Anche le emissioni di materia della corona solare causano ovali aurorali più grandi. Se il campo magnetico interplanetario è rivolto in direzione opposta a quello terrestre il trasferimento di energia è più grande, e quindi le aurore sono più pronunciate.
Vento solare e linee di campo magnetico terrestre ( in basso a destra un’animazione dell’attività solare)
La formazione delle Aurore
L’aurora Boreale è quindi il risultato dell’interazione tra il vento solare, il quale è sempre presente, ma raggiunge picchi quando sulla superficie del Sole si presentano macchie solari ( zone ad alta attività magnetica) o fenomeni di brillamento ( eruzioni solari), e la magnetosfera.
Nello specifico quando si verifica il fenomeno dell’ estroflessione, dove vengono espulse particelle ricche di energia (circa 800 ad una velocità di circa 400), attraverso lo spazio che interagiscono con la magnetosfera e l’atmosfera terrestre, provocando così le Aurore Polari.
Quando il vento solare è particolarmente intenso ci sono molte particelle che riescono ad avvicinarsi alla Terra, conferendo energia alle particelle in stato di quiete nella nostra atmosfera, incontrate lungo il percorso. Questa carica energetica acquisita è solo temporanea però, infatti a livello fisico si ha una promozione di elettroni verso livelli energetici maggiori rispetto a quelli in cui si trovavano in precedenza, che però poi ricadono allo stato fondamentale, emettendo un fotone.
In questo processo interviene poi il campo magnetico terrestre, infatti se nello stato di quiete il campo magnetico e le cariche elettriche non hanno alcuna interazione, ciò non vale se le cariche vengono movimentate. Tale movimentazione permette al campo magnetico e alle particelle cariche di interagire e si genera una forza, detta Forza di Lorentz, essa non ha effetti sulla velocità delle particelle, ma solo sulla loro traiettoria, curvandola in direzione perpendicolare alle linee del campo magnetico, ma anche alla velocità delle particelle stesse. Si viene a creare così un traiettoria elicoidale di particelle cariche, che si dirigono verso il terreno, interagendo con l’atmosfera, eccitandone le particelle e provocando emissioni di fotoni (emissioni luminose).
Perché proprio quei colori?
L’effetto più maestoso dell’aurora è di certo quello ottico, con un’estensione cromatica che va dal verde al rosso, secondo le varie sfumature di questi due colori.
Questo è dovuto al fatto che la nostra ionosfera è ricca di Azoto e Ossigeno allo stato inerte, che se eccitati emettono fotoni con spettro corrispondente al verde ( O2) e al rosso (N2).
Sebbene questo fenomeno sia così affascinante da sembrare unico nel suo genere, purtroppo c’è da dire che è assai comune e si verifica in tutti quei pianeti ( e non solo ) che rispettino due requisiti: avere un’atmosfera ed un campo magnetico propri. Tra le aurore più affascinanti ci sono quelle di Giove e Saturno, che avendo atmosfera molto simile ( ricca di H2 ed He) emettono nel blu.
Aurore di Giove (sinistra) e Saturno ( destra)
