Auroras Boreales

Auroras boreales

Aceleración de los Electrones de la Aurora
El “anillo de fuego” visto por las cámaras de los satélites alrededor de los casquetes polares (imagen inferior) está probablemente creado por electrones que se escapan de la lámina de plasma de la cola, cuyo campo magnético forma una trampa algo imperfecta.

Sin embargo, los observadores sobre el suelo, no ven esa “auroradifusa”, que es tenue y sin contornos. Los arcos brillantes de la “aurora discreta” que ven - cintas en el cielo, a menudo relucientes, dobladas y en constante cambio - tienen un origen diferente. Los satélites que vuelan a través de los haces de electrones que crean esos arcos ven la prueba de que sus electrones han estado realmente acelerados. Parece como si existiese en algún lugar del espacio un“cañón de electrones” gigante, similar al de un tubo de TV que está disparando electrones hacia abajo de las líneas de campo.
Algunas empresas científicas (p.e. el experimento ruso-francés “Araks” y el proyecto “Echo” de la Universidad de Minnesota) montaron cañones de electrones en cohetes de gran altitud y los usaron para crear parches de “auroras artificiales” en la alta atmósfera. También se crearonauroras artificiales por electrones liberados de las pruebas nucleares a gran altitud desarrolladas entre 1958 y 1962, visibles en Hawaii, Samoa y cerca de las islas Azores, lugares demasiado cercanos al ecuador como para ver auroras naturales. Ahora esas pruebas están prohibidas por acuerdos internacionales.
Iones O+ atrapados
En 1976, el satélite S3-3 de las Fuerzas Aéreas de los EE.UU obtuvoclaras evidencias de la aceleración de la aurora natural. Un voltaje que acelera los electrones negativos hacia abajo también acelerará los iones positivos hacia arriba. Cuando los instrumentos abordo del S3-3 mostraron a iones positivos O+ de oxígeno disparados hacia arriba de la zona de auroras, los científicos creían que el “cañón de electrones” (o al menos parte de él) debía estar en esemomento debajo del vehículo espacial. Los iones O+ son el principal tipo de ion de la ionosfera (que tienen su máximo alrededor de los 200 Km o 120 millas), pero desde 1971 han sido vistos en la corriente de anillo, a mucha mayor energía que las de los O+ de la ionosfera. El S3-3 ha descubierto justo el enlace entre esa población de dos iones.
El satélite S3-3 no estaba en una órbita particularmentealta y los iones O+ se observan típicamente a altitudes del orden de un radio terrestre (casi 6000 km o 4000 millas). Si el “cañón de electrones” de la aurora estaba por debajo de esa altitud, estaba sorprendentemente cercano a la Tierra, y no en la lejana cola magnética, donde muchos científicos estaban buscándolo.
Caída de voltaje a lo largo de las líneas del campo magnético
Una explicaciónposible concierne a la cercana relación entre los arcos de la aurora y las corrientes eléctricas que fluyen a lo largo de las líneas del campo entre la ionosfera y el espacio lejano (corrientes de Birkeland). Estas corrientes son transportadas generalmente por electrones que, siendo negativos, viajan en una dirección opuesta a la de la corriente eléctrica. Cuando la corriente fluye hacia abajo, loselectrones lo hacen hacia arriba, expulsados de la ionosfera, donde son multitud. Las líneas del campo magnético se separan entre si en esa dirección, el campo magnético se hace más débil con la distancia y es muy fácil que se escapen los electrones.
No es así cuando la corriente fluye hacia arriba, y como todas las corrientes fluyen en circuito cerrado, si algo de corriente fluye hacia abajo, algodeberá fluir hacia arriba. En ese caso los electrones se mueven hacia abajo, desde el espacio hacia la Tierra. Esa es la dirección en la que convergen las líneas de campo y su campo magnético se hace más potente y, como ya se dijo en la explicación de las partículas atrapadas, los electrones tienden a ser reflejados de vuelta de esas regiones. Eso produce una resistencia extra al flujo de...