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Las auroras (las luces del norte y del sur) son posiblemente las manifestaciones celestes más impresionantes de la Tierra. Cuando estás en el lugar correcto en el momento correcto, el cielo sobre ti se convierte en un lienzo dinámico de cortinas brillantes que cambian y brillan en tonos vivos.
En una noche típica, el color dominante es un verde suave, pero en las condiciones adecuadas también se pueden ver rojos, azules, morados, amarillos o incluso rosas. Cada tono cuenta una historia sobre las partículas y los gases que lo crean.
Para apreciar por qué las auroras vienen en diferentes colores, es útil comprender su origen. El Sol emite continuamente una corriente de partículas de alta energía (principalmente núcleos de hidrógeno y helio despojados de electrones) conocida como viento solar. Si bien la mayor parte de esta corriente es desviada por la magnetosfera de la Tierra, una porción es canalizada hacia los polos, donde choca con la atmósfera superior y prepara el escenario para el resplandor de la aurora.
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El verde es el tono de las auroras más común porque la visión humana es especialmente sensible a él en condiciones de poca luz. La luz proviene del oxígeno atómico excitado, no del oxígeno que respiramos. Cuando las partículas de alta energía chocan con el oxígeno atmosférico, elevan sus electrones a niveles de energía más altos. Luego, el átomo excitado emite un fotón verde mientras se relaja.
A diferencia de gases como el sodio o el neón, que regresan a su estado fundamental casi instantáneamente, el oxígeno atómico tarda aproximadamente tres cuartos de segundo en desexcitarse. En las capas inferiores y más densas de la atmósfera, las colisiones con otras partículas pueden detener este proceso antes de que el átomo tenga la oportunidad de brillar, lo que limita la emisión verde a altitudes de alrededor de 60 millas o más.
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Las auroras rojas surgen tanto por encima como por debajo de las familiares bandas verdes, cada una con una fuente distinta. Por encima de 150 millas, el oxígeno vuelve a impulsar el resplandor rojo. A estas altitudes más altas, las colisiones son menos frecuentes, lo que permite que los átomos excitados conserven su energía por más tiempo. Después de una breve pausa, liberan un fotón rojo antes de finalmente regresar al estado fundamental.
Debajo de las bandas verdes, la franja roja proviene del nitrógeno molecular, produciendo un tono rojo ligeramente violeta. Este rojo de menor altitud es raro porque sólo las partículas solares más energéticas pueden penetrar por debajo de 60 millas, donde domina el nitrógeno.
Durante las poderosas tormentas solares, intensas explosiones de partículas (como las eyecciones de masa coronal) pueden encender auroras rojas muy lejos de las regiones polares. Cuando una avalancha de partículas de alta energía choca con el oxígeno a unas 200 millas de altura, el brillo resultante es lo suficientemente brillante como para ser visible en un área amplia.
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Los tonos azules o morados son producidos por el nitrógeno molecular ionizado, que brilla a unos 60 kilómetros durante los períodos de fuerte actividad solar. Cuando coexisten nitrógeno ionizado y neutro, sus emisiones pueden mezclarse, creando colores que van del magenta al azul intenso.
Más arriba en la atmósfera (más de 180 millas), el hidrógeno y el helio pueden emitir una tenue luz azul o violeta, aunque esto sólo es detectable bajo cielos excepcionalmente oscuros y una intensa entrada solar.
Las auroras amarillas son el resultado de una mezcla de la emisión verde de oxígeno y el brillo rojo del nitrógeno no ionizado. Esta combinación es poco común porque requiere tanto la excitación del nitrógeno a baja altitud como la presencia de oxígeno a una altitud ligeramente superior.
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La Tierra no es el único planeta que alberga auroras. Todos los planetas con atmósfera, excepto Mercurio, muestran actividad auroral, aunque la apariencia varía. Venus y Marte, al carecer de campos magnéticos fuertes, experimentan auroras dondequiera que las partículas solares lleguen a sus delgadas atmósferas.
Los gigantes gaseosos emiten auroras ultravioleta, y los estallidos de Júpiter son lo suficientemente intensos como para producir rayos X. Las auroras de Saturno incluyen luz visible que parecería roja para un observador a bordo de una nave espacial, mientras que Urano muestra auroras infrarrojas y el brillo de Neptuno se observa en ondas de radio.
Varias lunas también exhiben fenómenos aurorales. Las lunas galileanas de Júpiter muestran auroras visibles dominadas por luz roja de oxígeno, con Io añadiendo emisión naranja de sodio. Tritón, la luna de Neptuno, puede albergar auroras, pero su gran distancia limita las observaciones detalladas.
