Els colors de les aurores: què els provoca i per què varien?

Les aurores poden ser verdes, roses, vermell fosc, blaves, porpres i fins i tot grogues.
 

Clic a l'imatge per engrandir. Els colors de les aurores depenen de la composició atmosfèrica i de l'altitud. Crèdit: RANA UMAIR / 500px via Getty Images.

L'aurora, també coneguda com a aurora boreal o aurora austral, Depenen de si és fan al pol nord o al pol sud; és un impressionant fenomen natural que ha captivat l'ésser humà durant mil·lennis.

Aquest extraordinari espectacle es produeix a prop dels pols de la Terra i es manifesta com un enlluernador desplegament de llum dansaire, causat per la interacció entre les partícules solars i l'atmosfera del nostre planeta. Les aurores presenten una gran varietat de colors -des del verd al rosa, passant pel blau i el morat- que poden deixar els observadors del cel hipnotitzats i desconcertats.

Però hi ha un mètode per a aquesta bogeria auroral. En aquesta guia completa, aprofundim en la ciència que s'amaga darrere dels colors de l'aurora i explorem què produeix aquests famosos espectacles celestes.

Conjunt d'imatges d'aurores a Islàndia. Crèdit: Miguel Claro, Space.com i YouTube.

Abans de parlar dels diferents colors de les aurores, recordem ràpidament com es formen.

Les aurores són causades per partícules energitzades procedents del Sol que xoquen contra l'atmosfera superior de la Terra a velocitats de fins a 72 milions de km/h. El camp magnètic de la Terra redirigeix les partícules cap als pols nord i sud.

Les partícules carregades elèctricament entren llavors a l'atmosfera terrestre, excitant els àtoms i molècules de gas i generant aurores. El procés és similar al funcionament dels llums de neó: Quan les molècules i els àtoms s'exciten amb electrons, han de tornar a la seva energia original (estat bàsic) i ho fan alliberant l'energia en forma de fotons (llum). El color de la llum de neó depèn de la barreja de gasos dins del tub, igual que el color de les aurores depèn de la barreja de gasos a l'atmosfera.

L'atmosfera terrestre està formada aproximadament per un 78% de nitrogen, un 21% d'oxigen, un 0,93% d'argó i un 0,04% de diòxid de carboni. El nostre aire també conté traces de neó, heli, metà, criptó, ozó i hidrogen, així com vapor d'aigua.

Més endavant s'explorarà com la composició atmosfèrica i l'altitud a què les partícules solars xoquen amb aquests gasos tenen un paper crucial en la determinació dels colors de les aurores.

Aurores verdes

Clic a l'imatge per engrandir. Aurora verda sobre la llacuna glacial Jokulsarlon, glacera Breidamerkurjokull, cap de la glacera Vatnajokull, Islàndia. Crèdit: Arctic-Images via Getty Images.

El color més comú de les aurores és el verd. Les aurores verdes solen produir-se quan les partícules carregades xoquen amb altes concentracions de molècules d'oxigen a l'atmosfera terrestre a altituds d'entre 100 i 300 quilòmetres, segons l'Agència Espacial Canadenca.

A més, les aurores verdes les veiem millor que qualsevol altre color, ja que l'ull humà és més sensible a l'espectre del color verd.

Aurores vermelles

Clic a l'imatge per engrandir. Poc freqüents aurores vermelles captades pel fotògraf canadenc Mike MacLellan al Quebec el 16 de febrer de 2023. Crèdit: Mike MacLellan.

Les aurores vermelles són comparativament menys freqüents i solen estar associades a una intensa activitat solar. Es produeixen quan les partícules solars reaccionen amb l'oxigen a més altitud, generalment al voltant de les 180 a 250 milles (300 a 400 km), segons la CSA-ASC. A aquesta altura, l'oxigen està menys concentrat i s'excita a una freqüència o longitud d'ona més alta fent visibles els vermells. Les aurores vermelles solen veure's a les vores més altes de la pantalla.

Aurora blava i violeta

Clic a l'imatge per engrandir. Aurora blava porpra fotografiada a Noruega. Crèdit: marouan touil via Getty Images.

Les aurores blaves i porpres són encara menys comunes i també solen aparèixer durant períodes de gran activitat solar. Aquests colors es produeixen quan les partícules solars xoquen amb el nitrogen de l'atmosfera terrestre a una altitud de 100 quilòmetres o menys, segons l'empresa de viatges d'aurores The Aurora Zone. Les aurores blaves i porpres tendeixen a ser visibles cap a les parts més baixes de la pantalla.

Aurora groga i rosa

Clic a l'imatge per engrandir. Aurora austral sobre Betsey Island, Tasmània. Crèdit: Chasing Light - Fotografia de James Stone james-stone.com via Getty Images.

Les aurores grogues i roses són poc freqüents i solen associar-se a una gran activitat solar. Aquests colors són una barreja d'aurores vermelles amb aurores verdes o blaves.

El paper de l'activitat solar

L'activitat solar, incloses les erupcions solars i les ejeccions de massa coronal, exerceixen un paper important en la determinació de la intensitat, el color i la freqüència de les aurores. Durant els períodes de major activitat solar, l'atmosfera terrestre es veu bombardejada per un nombre més gran de partícules solars, la qual cosa augmenta la probabilitat que les aurores tinguin colors més vius i variats.

L'activitat del sol fluctua en un cicle solar d'11 anys, amb períodes de màxima activitat coneguts com a màxims solars. L'activitat solar està augmentant durant l'actual cicle solar 25, que els científics prediuen que assolirà el màxim el 2025.

Preguntes freqüents sobre el color de les Aurores respostes per un expert

Hem plantejat a la Dra. Elizabeth MacDonald algunes preguntes freqüents sobre els colors de l'aurora. La Dra. Elizabeth MacDonald és física espacial al Centre Goddard de Vols Espacials de la NASA i una de les fundadores del lloc de ciència ciutadana Aurorasaurus.

Per què són vermelles les aurores boreals que apareixen a latituds baixes?

Per dues raons: En primer lloc, el vermell es produeix a més altitud i, per tant, es pot veure més lluny dels pols: de vegades només es veu la vora superior del vermell abocant per l'horitzó. En segon lloc, durant les grans tempestes hi ha un altre tipus d'aurora que és predominantment vermella i que es produeix a latituds més baixes.

Atès que l'atmosfera terrestre conté més nitrogen que oxigen, per què les aurores blaves/morades causades pel nitrogen no són les més comunes?

L´aurora es produeix a tanta alçada que la barreja d´aire que coneixem no és la mateixa que a 100 km. Allà, l'atmosfera és menys densa i està estratificada per la gravetat en capes. La capa de nitrogen està per sobre de la de oxigen.

Quin és el color més rar d'aurora?

És fa difícil de dir perquè els colors aurorals es barregen en una barreja química sempre canviant i és així com es poden obtenir alguns dels colors més rars que s'observen.

Ho he vist aquí.