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Aurora boreale: come si forma Fonte foto: Pixabay
SCIENZA

Cosa sono e come si formano le aurore boreali

Le aurore boreali sono fenomeni atmosferici luminosi che si manifestano in determinate condizioni: scopri come e quando.

Un fenomeno naturale affascinante e spettacolare che porta meraviglia agli esseri umani che riescono ad ammirarla da numerosi anni. Un gioco di luci bellissimo e magico che tutti, almeno una volta nella vita, vorrebbero poter osservare di persona. Ma cos’è un’aurora boreale? Come si forma? E per quale motivo nei paesi nordici più freddi il cielo notturno si riempie di scintillii verdi e rossi? Scopri in questo articolo di Libero Tecnologia tutto quello che c’è da sapere su questo fenomeno luminoso.

Cosa sono le aurore boreali

L’aurora boreale è un fenomeno ottico che interessa l’atmosfera terrestre, caratterizzato da bande luminose che possono assumere un’ampia gamma di forme e colori mutevoli rapidamente sia nel tempo che nello spazio. I colori tipici dell’aurora boreale sono il rosso, il verde e l’azzurro, spesso nominati "archi aurorali".

Chiamato anche aurora polare, è un fenomeno che ha affascinato gli uomini per diversi secoli. Fino alla metà del XIX secolo, gli scienziati credevano che quelle strane luminescenze colorate, che riempivano spesso i cieli invernali dei paesi a nord e a sud dell’emisfero, fossero i riflessi dei raggi solari che colpivano enormi iceberg galleggianti negli oceani polari. Un’altra teoria era che fossero semplicemente dei lampi ad alta quota. Ma come si forma davvero l’aurora boreale?

Solamente nel 1859 un astronomo inglese di nome Richard Christopher Carrington, grazie ad un’intensa tempesta geomagnetica chiamata la "Grande Aurora", capì che il fenomeno era legato all’attività del Sole. Osservò infatti che un’intensa attività di aurore ebbe seguito dopo la comparsa sul Sole di un gruppo di macchie solari di grandi dimensioni, dal quale partiva un lampo di luce biancastra. La scoperta dello scienziato permise di far evolvere rapidamente i modelli di spiegazione dei fenomeni di attività solare e di accantonare le spiegazioni fornite precedentemente.

In parole semplici, l’aurora boreale è causata dall’interazione di particelle cariche di origine solare (elettroni e protoni) con la ionosfera terrestre, quella parte di atmosfera compresa fra i 100 e i 500 km di altitudine. Tali particelle causano l’eccitazione degli atomi dell’atmosfera che, diseccitandosi in seguito, emettono una luce di varie lunghezze d’onda. Ma vediamo una spiegazione più dettagliata del fenomeno.

È chiaro quindi che l’origine dell’aurora è data dal Sole, distante 149 milioni di chilometri dal nostro pianeta. La comparsa di un numeroso gruppo di macchie solari è, di solito, la prima avvisaglia di un’intensa attività espulsiva di massa coronale. Le particelle energetiche emesse dalla stella viaggiano nello spazio, formando un flusso di particelle che viene chiamato vento solare. Questo, muovendosi attraverso lo spazio interplanetario ad una velocità compresa fra i 400 e gli 800 km/s, trascina con sé parte del campo magnetico solare (anche chiamato campo magnetico interplanetario).

Il vento solare, interagendo col campo magnetico terrestre chiamato magnetosfera, lo distorce creando una specie di "bolla" magnetica, dalla forma simile ad una cometa. La magnetosfera reagisce alle particelle cariche del vento solare come uno scudo, schermando la Terra dall’impatto diretto delle stesse. In prima ipotesi quindi queste particelle "scivolano" lungo il bordo esterno della magnetosfera e passano oltre la Terra. Tuttavia, a causa di un processo noto come riconnessione magnetica, le particelle del vento solare possono penetrare dentro la magnetosfera e, dopo una serie di complessi processi di accelerazione, interagire con la ionosfera terrestre rilasciando immense quantità di protoni ed elettroni nell’alta atmosfera e formando così le aurore che tanto ci affascinano.

Com’è fatta l’aurora boreale

La forma di un’aurora può essere molto varia. Solitamente coloro che la osservano possono vedere archi e brillanti raggi di luce che si estendono verso l’alto per molti chilometri. Questi archi possono essere davvero molto sottili, pur estendendosi da orizzonte ad orizzonte. Possono essere percepiti come immobili oppure iniziare improvvisamente a torcersi e a muoversi come se la mano invisibile di qualcuno stesse muovendo una lunga tenda .

Solitamente dopo la mezzanotte, l’aurora può prendere la forma di macchie, che lampeggiano più o meno ogni 10 secondi producendo raggi di luce giallo verdognola o rossa. In alcune occasioni invece, anche se molto rare, la parte superiore dei raggi può essere colpita dalla luce del sole, creando così un debole colore blu. In occasioni ancora più rare invece (una volta ogni 10 anni più o meno) è possibile osservare l’aurora boreale che assume il colore rosso sangue.

Dove vedere l’aurora boreale

Le aurore sono visibili in due ristrette fasce attorno ai poli magnetici della Terra, chiamati ovali aurorali. Ciò è dovuto alla geometria del campo magnetico terrestre. La posizione delle regioni in cui solitamente si verifica questo fenomeno hanno una minore protezione magnetica, che permette al vento solare, che trascina il campo magnetico del Sole, di interferire con quello terrestre. È possibile vedere ad occhio nudo solamente le aurore prodotte dagli elettroni, mentre quelle che nascono dai protoni possono essere osservate esclusivamente con l’ausilio di particolari strumenti.

Alcune volte l’aurora polare può essere visibile anche in zone meno vicine ai poli, come ad esempio la Scozia e molte zone appartenenti alla penisola scandinava. Il periodo più frequente in cui è possibile osservare l’aurora boreale è quello in cui vi è un’intensa attività solare, cioè quando il campo magnetico interplanetario può subire notevoli variazioni in intensità e direzione, aumentando la possibilità di accoppiamento con il campo magnetico terrestre.

I suoni dell’aurora

Alcune volte durante il manifestarsi di un’aurora boreale è possibile sentire dei suoni che assomigliano quasi a dei sibili. L’origine di questi suoni, detti elettrofonici, non è tutt’ora ben chiara. Viene infatti ritenuto che siano dovuti a perturbazioni del campo magnetico terrestre locale che vengono causate dall’aumentata ionizzazione dell’atmosfera sovrastante.

In più, le aurore sono spesso accompagnate da emissioni radio di banda VLF, frequenze audio, dell’ordine dei chilohertz che possono essere registrate e convertite in audio mediante un apposito ricevitore. Il suono ottenuto viene chiamato "aural chorus" ed assomiglia di molto ad un coro di uccelli.

Ogni quanto si verificano le aurore boreali?

Solitamente, i fenomeni dell’aurora boreale sono più frequenti tra febbraio e marzo e tra settembre e ottobre, più o meno in concomitanza degli equinozi. Il periodo che va da febbraio a marzo però è forse il più propizio per osservare questo meraviglioso spettacolo. Quell’arco di tempo infatti corrisponde a quella che viene chiamata "la lunga notte polare", durante la quale le iridescenze delle luci è messa in risalto dal buio della notte scura.

Non è possibile dire con precisione ogni quanto si verificano le aurore perché il fenomeno è strettamente legato alle tempeste solari. Solitamente quindi, coloro che vogliono avere l’occasione di osservarne una si affidano a degli organizzatori esperti, i cosiddetti "cacciatori di aurore boreali" che, a seconda del luogo e del periodo dell’anno, sanno sempre dove e quando avvistarne una.

Aurora boreale e aurora australe: le differenze

Spesso vi è una sorta di confusione in merito e si tende a chiamare i fenomeni di luce visibili nei luoghi più vicini agli emisferi terrestri semplicemente col nome di: aurora boreale. In realtà però il termine generico più corretto per questo tipo di fenomeni ottici è aurora polare che, a sua volta, si divide in aurora boreale, l’aurora dell’emisfero Nord, e aurora australe, cioè quella visibile nell’emisfero Sud.

Come già anticipato, è più frequente osservare l’aurora boreale solitamente nel periodo che va dall’inizio di febbraio fino alla fine di marzo alle latitudini di 65-72° dell’emisfero settentrionale. In alcuni luoghi però è anche possibile ammirare le aurore boreali nell’arco di tutto l’anno.

Le aurore australi invece sono visibili nell’Australia continentale e nell’isola della Tasmania o della Nuova Zelanda per via della vicinanza di questi luoghi al polo Sud. A differenza di quanto solitamente accade per le aurore boreali, le australi possono essere osservate anche durane l’estate. Ciò accade principalmente perché durante i mesi estivi le località del polo Nord hanno quello che si chiama "sole di mezzanotte" per cui il fenomeno delle luci, anche se presente, non è osservabile. L’emisfero Sud invece non ha luce fino alle tre del mattino, per cui anche nelle giornate estive è possibile osservare questo incredibile fenomeno.

Le due aurore, pur essendo senza dubbio entrambe delle meraviglie naturali da vedere almeno una volta nella vita, presentano delle leggere differenze che le distinguono l’una dall’altra. Oltre alle località in cui è possibile osservarle, la differenza più sostanziale consiste nel colore. Mentre l’aurora boreale, come già detto in precedenza, si presenta solitamente con i colori del verde e dell’azzurro, quella australe è solitamente rosa e gialla.

Questa differenza è dovuta al fatto che i luoghi da cui è possibile osservare l’aurora australe non sono così vicini al polo come lo sono i paesi nordici. Un’aurora polare osservata direttamente da sotto infatti si presenta coi colori verdastri, mentre guardandola più verso l’orizzonte appare più rosa e variegata. Un aurora boreale vista dallo spazio infatti, si presenta come una sorta di corona, con colori verdognoli nella parte più vicina alla Terra che sfumano in tonalità rosate man mano che sale l’altitudine.

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