Pols d'estels

Les aurores són fenòmens lluminosos atmosfèrics que se solen observar en les zones polars, Escandinàvia, Sibèria, Alaska, nord del Canadà, Groenlàndia i Islàndia per a l’hemisferi nord i bàsicament en l’Antàrtida en l’hemisferi sud.Són els resultat del xoc de les partícules energètiques que envia el vent solar amb l’atmosfera terrestre. Donat que són partícules carregades, és a dir, bàsicament protons i electrons, “s’enganxen” a les línies del camp magnètic terrestre i són conduïdes cap als indrets on aquestes es connecten a la superfície terrestre, que són les zones polars. Aquestes partícules solars, que en el seu viatge des del Sol no han trobat cap obstacle, es troben de sobte amb una atmosfera densa i interaccionen amb l’oxigen i el nitrogen atmosfèric terrestre.

Normalment l’aurora mostra llums de color verd però ocasionalment pot presentar colors que van des del roig fins al rosa o del blau al porpra. Tot depén de quina molècula atmosfèrica s’excite.

Si la tempesta solar ha estat particularment violenta, el vent de partícules que ens arriba des del Sol pot sobrepassar les zones polars i impactar zones més pròximes a l’equador. Això és el que passà, per exemple en la famosa tempesta geomagnètica del primer de setembre de 1859 (Esdeveniment Carrington) en la que les aurores es veieren fins a Colòmbia o la del 25 de gener de 1938 que es veieren aurores en Alacant.

Aquests dies aquest fenomen inusual a latituds baixes ha tornat a passar. La nit de Sant Jordi la tempesta geomagnètica causada per una intensa ejecció de massa coronal que va tenir lloc al Sol uns dies abans s’estenia per tot l’hemisferi nord. Les cortines de llum rogenques van ser captades des del sud de la Península Ibèrica. Aquella nit, després del capvespre i durant una hora, les càmeres de vigilància del cel instal·lades en l’Observatori de Calar Alto, a la serra de los Filambres, prop d’Almeria, captaren per primera vegada una aurora boreal i, pogueren seguir la seua evolució fins a la seua desaparició cap a les 23 h. L’aurora es presentava com una “cortina” de color rogenc visible molt baixa sobre l’horitzó NNO.

També va ser captada des d’Extremadura. Allà, prop de Càceres,  l’astrofotògraf Lorenzo Cordero va aconseguir obtenir una impressionant imatge del fenomen que ha merescut aparèixer en la prestigiosa llista d’Imatge Astronòmica del dia (APOD) de la NASA. La crònica de l’APOD Llums del nord sobre Europa del sud explica el fenomen i presenta la foto.

L’observació del fenomen geomagnètic des de Calar Alto, situat a una latitud de 37° 13′, representa la visió confirmada més al sud d’una aurora boreal registrada en les darreres dècades.

Des de la televisió valenciana À Punt volgueren demanar-me l’opinió sobre el fenomen i vingueren a fer-me una petita entrevista. Podeu veure-ho en l’enllaç següent entre els minuts 14:00 i 15:45.

 

https://www.apuntmedia.es/l-oratge/28-04-2023-informatiu-migdia-l-oratge_134_1610751.html

(14:00 – 15:45)

Les aurores són els fenòmens celestes observables a simple vista més fascinants que ens ofereix la Natura. Són llums multicolors com a garlandes celestes, tènues rajos o vels que dansen lentament en el cel nocturn. Sovint són llums groc-verdoses en delicats i pàl·lids tons; encara que les tonalitats roges, blaves i violetes a voltes estan presents. Les aurores són assídues dels Pols: l’aurora boreal en el Pol Nord i l’austral en el Sud.

Aquest espectacle de la natura també està relacionat amb el Sol. I com van haver de fer la setmana passada amb l’eclipsi de Sol per culpa del núvols, per a veure en viu i en directe el fenomen del que anem a parlar cal viatjar també molt al nord, a les fredes terres dels samis i dels inuits.

Hui parlarem de les llums del Nord, les aurores boreals

---

Podcast, Ecos del Cosmos, 27 de març 2015

Hui parlem sobre les aurores, com es generen, escoltem els mites dels inuits i sentim com sonen. En la secció de les aplicacions tecnològiques de l’espai, I a mi què, parlem de tècniques espacials aplicades als perfums. I, a més, les nostres seccions habituals Actualitat Astronòmica, El cel a simple vista que ens conta que veurem al cel durant el mes d’abril i el nostre Astroconcurs.

Astroconcurs:

Al final del programa escoltareu el concurs de hui, una tasca detectivesca, a l’estil del “Tiempo es oro” de l’enyorat Constantino Romero, però molt més fàcil.

La primera persona que envie la resposta correcta a algun dels nostres correus (Qui som?) rebrà un llibre oferit per la Càtedra de Divulgació de la Ciència de la Universitat de València.

Contribueix per a aconseguir un tros del Hubble
Informació del concurs Ode to Hubble:

L’Agència Espacial Europea, ESA, i la NASA han organitzat el concurs ‘Ode to Hubble’, per a vídeos curts relacionats amb el llegat del Hubble. L’Observatori Astronòmic de la Universitat de València ha presentat el vídeo ‘Hubble’s Time Machine’, que pot ser votat en Facebook fins a l’1 d’abril (feu like/m’agrada a la part superior del vídeo).

Sembla que primerament cal fer un like/m’agrada a la pàgina de Ode to Hubble, i després, potser, isca una finestra “Fans only”, a la que cal prémer skip o continue, tant hi fa.

Aleshores podrem veure el vídeo fet a l’Observatori. És curt i és molt didàctic. Si us ha agradat, feu un like/m’agrada a la part superior del vídeo. Així haureu votat per portar cap a casa un tros d’una icona de l’exploració espacial.

L’enllaç per a veure’l i votar és:
http://woobox.com/s6ixoc/vote/for/6278869

Imatge: Aurora a la posta de Sol presa el 2 de setembre de 2013 a Stave a l’illa Andoya, Noruega. Wikipedia Commons.

Aquests dies el Sol sembla bastant actiu dins d’aquest ensopit i fluix cicle solar. L’actual cicle solar 24 que començà entre 2009 i 2010 s’ha revelat molt poc intens en comparació amb els anteriors. Però, així i tot, ha tingut episodis de fortes erupcions solars i emissions coronals de massa que han causat intenses tempestes magnètiques en la Terra.

Des de fa uns dies podriem tindre un d’aquest episodis, ja que la regió activa que ha eixit de la vora est del Sol és realment espectacular. És tan gran que es pot arribar a veure a ull nu a l’eixida o la posta de Sol. (A les altres hores de dia, un filtre d’eclipse o filtre de soldador és indispensable. Protegiu-vos els ulls!).

Aquesta regió activa de nom AR2192 ja va produir una gran erupció solar ahir. El fort pols de llum ultraviolada i radiació X de les recombinacions magnètiques van causar una breu però forta apagada de ràdio al costat diürn de la Terra, sobretot en Àsia i Austràlia.

La regió activa AR2192 és diverses vegades més gran que la Terra com es pot veure en aquesta impressionant imatge presa fa 2 dies des de Nimes.

Aquesta taca és avui un terç més gran que ahir i la rotació del Sol la posarà els pròxims dies de cara a nosaltres (animació) i, per tant, cap a la Terra, amb l’augment de la probabilitat que una emissió coronal de massa o una gran erupció ens envie un intens vent de partícules carregades amb la formació de fortes tempestes geomagnètiques en la magnetosfera terrestre.

La foto principal i primera d’aquest apunt l’ha obtinguda i processada avui Joan Maria Bullón, astrònom aficionat i expert astrofotograf. En ella podeu observar clarament la grandària de la taca i les vores fosques del Sol, efecte anomenat enfosquiment al llimb, clar indicador de l’existència d’una atmosfera solar. La llum que ens arriba als ulls tangencialment des de les vores del Sol ha de travessar més capes de l’atmosfera solar que la llum que ens arriba del centre del disc solar. El mateix efecte que es produeix a la posta del Sol quan el veiem menys intens per l’absorció de les capes de l’atmosfera terrestre.

Podeu veure el Sol quasi en directe amb diversos filtres en la web del Solar Dynamics Observatory, satèl·lit de la NASA que monitoritza el Sol.

Imatge 1: Sol en llum blanca. 20 octubre 2014. Joan Maria Bullón. Amb permís.
Imatge 2: Image de la corona solar a 171 Àngstrom del Solar Dynamics Observatory. S’observen clarament els bucles magnètics de la zona activa.

25 de gener de 1938. Uns llums vermells il·luminen el cel d’una nit sense lluna.

La república ha patit molts bombardejos de part de l’exercit feixista i tothom pensa que l’aviació italiana o nazi bombardeja la capital més pròxima. Però cal buscar l’explicació molt més lluny. En aquell moment les partícules carregades del vent solar, incrementat el seu nombre per les fuguracions del Sol, interaccionen amb els gasos de l’alta atmosfera. Resultat: una immensa aurora boreal que cobreix gran part d’Europa i d’Amèrica del Nord. És la que s’ha anomenat l’aurora boreal de la Guerra Civil. Aquests dies celebrem els 75 anys del fenomen.

Les aurores són fenòmens lluminosos atmosfèrics que se solen observar en les zones polars, Escandinàvia, Sibèria, Alaska, nord del Canadà, Groenlàndia i Islàndia per a l’hemisferi nord i bàsicament en l’Antàrtida en l’hemisferi sud.Són els resultat del xoc de les partícules energètiques que envia el vent solar amb l’atmosfera terrestre. Donat que són partícules carregades, és a dir, bàsicament protons i electrons, “s’enganxen” a les línies del camp magnètic terrestre i són conduïdes cap als indrets on aquestes es connecten a la superfície terrestre, que són les zones polars. Aquestes partícules solars, que en el seu viatge des del Sol no han trobat cap obstacle, es troben de sobte amb una atmosfera densa i interaccionen amb l’oxigen i el nitrogen atmosfèric terrestre.

Normalment l’aurora mostra llums de color verd però ocasionalment pot presentar colors que van des del roig fins al rosa o del blau al porpra.

Diferents gasos presenten diferents colors quan són excitats. L’oxigen excitat pels electrons solars (e, en el diagrama adjunt) emet llum verdosa, la més freqüent; mentre que a major altura l’oxigen dóna color roig.

El nitrogen ionitzat produeix aurores blavoses mentre que el nitrogen neutre ens les dóna d’un color roig-porpra.

L’hemeroteca de La Vanguardia m’ha permés rescatar l’article que el Pare Lluís Rodés, director de l’Observatori de l’Ebre, publicà el dia 27 de gener de 1938. Donat que està molt ben descrit el que passà dos dies abans, el deixe traduït:

«Al capvespre del dia 25 pogueren contemplar els habitants d’aquesta regió, en condicions especialíssimes de visibilitat, un dels espectacles més emocionants que ofereix la natura i que a les nostres latituds difícilment se’ns presenta més de dues o tres vegades per segle: una aurora boreal que donava a l’horitzó nord l’aspecte d’un llunyà i intens incendi. L’aurora es presentà en forma de ventall gegantí, obert cap al cel i de rajos lleugerament convergents sobre el pol magnètic de la Terra. L’intens fulgor rosaci, travessat per multitud de bandes de llum més blanques i brillants, com si procediren de potents reflectors enfocats cap al zenit, s’elevava fins a 30º sobre l’horitzó, amb una amplària azimutal quasi doble a les dues bandes; canviava amb freqüència de posició, difuminant-se unes, mentre se’n formaven unes altres al seu costat. Encara que el color predominant va ser el rosaci, hi hagué també matisos verds i blancs.

El fenomen revestí la seua màxima intensitat entre les 19 i 20 hores i es va reproduir amb diverses alternatives fins més enllà de la mitjanit.»

El pare Rodés fa referència a un grup de taques solars tan gran com 20 planetes, (si suposem que eren com la Terra, 12.000 km x 20 = 240.000 km) com a causants de l’esdeveniment.

L’aurora es va veure en tota la península ibèrica i hi ha referència tant en els diaris de l’Espanya feixista com en la republicana.

En el bloc El beso en la Luna, citen que José Luis Alcofar Nassaes conta en l’obra La aviación legionaria en la Guerra Española, referint-se a Catalunya, “El dia 25 el bombardeig va ser una altra vegada molt intens. La moral es va veure afectada aquell dia per una estranya lluminositat que va aparèixer pel Tibidabo sobre la qual es feren les més estranyes conjectures i que resultà ser una aurora boreal, un fenomen molt estrany en aquelles latituds. Un estrany misticisme s’apoderà de la ciutat, parlant de miracles i culminant al dia següent, quan començà a fer córrer la bola que s’havia arribat a un acord amb el Generalísimo perquè no es repetiren els bombardejos de Barcelona. L’optimisme desaparegué el dia 30 quan la ciutat va ser bombardejada tres vegades”.

De l’aurora boreal també es fa referència en el llibre “La Guerra Civil a Arenys de Mar” de Jacint Arxer.

Juan José Amores Liza recull en un article publicat la setmana passada al Diario Información diversos testimonis de la ciutat d’Alacant “Vivíem en una casa situada en la confluència dels carrers Capità Segarra i Juan d’Herrera, a Alacant“, conta Magdalena Oca. “Cap a les nou, ja sent nit tancada, els veïns em van avisar que una cosa estranya estava succeint en el cel. Quan vaig eixir al carrer, desenes de persones miraven cap al Nord amb incredulitat, atents a un enorme centelleig roig que il·luminava el firmament“.

A Estats Units i a Europa també es va veure el fenomen lluminós. El diari New York Times publicà testimonis de diversos indrets. Des de Londres informaven de la interrupció de les comunicacions transatlàntiques per ràdio amb Nova York. Des de les Bermudes informaven que hom creia que un vaixell estava en flames en alta mar.

Aquesta aurora boreal va tindre, fins i tot una deriva mística. Molts catòlics associaren aquesta llum celestial amb el Segon Misteri de les profecies de Fàtima. Molts dels esotèrics ho han relacionat (a posteriori, eh!) amb el començament de la Segona Guerra Mundial.

“Quan vostès vegen una nit il·luminada per una llum desconeguda, sàpien que açò és el gran signe donat a vostès per Déu que ell està a punt de castigar al món pels seus crims, per mitjà de la guerra, la fam, i les persecucions de l’Església i del sant Pare.“

Les aurores són estranyes a la nostra latitud. Es va veure una fa 75 anys però fa pocs anys l’amic Joan Manel Bullón, des d’Aras de los Olmos, en fotografià una que aparegué en un article de Rafel Montaner al diari Levante.

Informació complementària:
75 años de la aurora de la Guerra Civil, El Mundo, 23 gener 2013.
La noche ´roja´, Diario Información, Alacant, 23 gener 2013.
Se cumplen 75 años de la aurora boreal de la Guerra Civil española, Radiocable.com, 24 gener 2013.
La Aurora Boreal (1938), Almoradí 1829

Foto: La primera aurora boreal fotografiada al País Valencià va ser captada per Joan Manel Bullon des d’Aras de los Olmos el 2004.

Quan pensem en el Sol ens el representem com una estrella tranquil·la sense sobresalts. Els astrònoms coneixem un munt d’estels variables que mostren canvis sobtats tant de brillantor com de grandària. Però el Sol roman constant, almenys, des de fa milers de milions d’anys. La variació de lluminositat causada per la presència de taques, el nombre de les quals augmenta en aproximar-nos al màxim del cicle solar, no arriba a ser major del 0.1%.

Aquesta petita disminució d’energia que arriba a la Terra, tanmateix, és molt més gran que la suma total de les altres fonts d’energia terrestre. Ara bé si considerem la banda de l’ultraviolat extrem (EUV) l’augment de l’emissió en el màxim solar pot arribar a ser de l’orden d’un factor de 10 respecte al Sol en calma.

Per tant es pensa que l’ultraviolat solar pot ser uns dels responsables de la variació del clima terrestre. Ara bé, el perquè i el com aquest clima canvia a causa de la influència del Sol ja són qüestions ben difícils de respondre. El principal problema és que hi ha tants sistemes implicats que cal reunir a experts de molts diversos camps per treure’n l’aigua clara.

Això és el que ha fet el National Research Council (NRC), l’organisme nord-americà que engloba les acadèmies científiques. Ha reunit físics solars, físics de plasma, experts en química atmosfèrica, dinàmica de fluids, física de partícules i fins i tot geòlegs experts en història de la Terra. L’informe final “The Effects of Solar Variability on Earth’s Climate” ens mostra de quines maneres tan complexes l’activitat solar es fa sentir sobre el nostre planeta.

Les partícules energètiques solars emeses de manera intensa en les erupcions solars i també els raigs còsmics afecten la química atmosfèrica de l’estratosfera. Charles Jackman del Goddard Space Flight Center descriu com aquestes partícules creen òxids de nitrogen i com aquestes molècules fan minvar de manera apreciable la quantitat d’ozó a aquestes alçades. Com a resultat la radiació ultraviolada solar té més facilitat per arribar a l’atmosfera baixa. I s’ha constatat que l’arribada de més radiació ultraviolada altera el gradient de temperatura en la troposfera i amb ella el regim dels vents.

En altres paraules, l’activitat solar que incideix en l’alta atmosfera terrestre pot, mitjançant una complicada sèrie d’efectes, fer canviar les tempestes de la superfície terrestre de la seua ruta normal.

Però on l’efecte de la variabilitat solar s’ha notat més ha estat en l’Oceà Pacífic. Gerald Meehl del National Center for Atmospheric Research (NCAR) ha comprovat que durant els màxims d’activitat solar les zones tropicals mostren un comportament semblant a La Niña, mentre que la temperatura de l’aigua de les zones equatorials del Pacífic oriental baixa al voltant d’1º. A més a més “hi ha signes de major precipitació en la zona de convergència intertropical (ZCIT) pacífica i en la zona de convergència sud-pacífica (ZCSP) així com augments de pressió a nivell del mar a latituds mitjanes del Pacífic Nord i Sud“.

Per ara és un misteri com l’increment de l’activitat solar pot tindre un efecte tan important sobre el clima del Pacífic. Sembla que hi ha algun mecanisme desconegut que actua per amplificar la variabilitat solar.

S’ha especulat des de fa anys sobre la possible connexió de la manca de taques i d’activitat solar entre 1645 i 1715 (Mínim de Maunder) i la Petita Edat de Gel, en el que rius com l’Ebre o el Tamesis s’arribaren a congelar. D’axò ja en vaig parlar fa anys, per la seua relació amb els violins Stradivarius. Segons el que se sap ara la causa del refredament terrestre podria haver estat causat per una baixada en l’emissió de radiació ultraviolada extrema. Tanmateix, a falta de més dades, tota possible explicació és només especulativa.

Però la cosa es posa interessant quan resulta que l’actual cicle solar hauria de tindre el màxim aquest any però el nombre de taques, erupcions, emissions de massa coronal i d’altres fenòmens d’activitat solar és molt més menuda del que s’esperava. L’actual cicle solar 24 està classificat, de fet, com el més feble dels últims 50 anys. Hi ha evidències, encara que no acceptades per tothom, que existeix una tendència a llarg termini de disminució de la intensitat del camp magnètic de les taques solars. Alguns físics solars preveuen que en el pròxim cicle solar 25 els camps magnètics solars seran tan dèbils que les taques solars potser no s’arriben a formar. Entrariem, així, en un nou Mínim de Maunder. Però no estem encara segurs d’això car encara ens calen més dades. Tanmateix les dades obtingudes amb els instruments d’heliosismologia, sismologia solar, sembla que confirmen aquesta tendència.

Els pròxims anys l’estudi directe del Sol, amb les actuals missions, la veterana SOHO, la nova SDO, les bessones STEREO i la futura Solar Orbiter, pot ser emocionant. Més dades de més aprop ens confirmaran o no aquest previst comportament solar.

L’informe complet “The Effects of Solar Variability on Earth’s Climate,” es pot baixar de la web de la National Academies Press. L’article en que m’he basat és Solar Variability and Terrestrial Climate de NASA Science.

Imatge: Aquestes sis imatges de SDO, preses amb un interval de sis mesos, mostren l’augment del nivell de l’activitat solar des que la missió SDO començà a operar en maig de 2010. El màxim d’activitat solar s’espera per a aquest any 2013. Les imatges s’han pres amb un filtre que permet veure l’emissió de l’ultraviolat extrem a 171 Angstrom.

Mentre parlavem dels elements magnètics del Sol i de l’estructura fina de les taques a la III Reunión Española de Física Solar y Heliosférica que aquests dies se celebra a Granada, a la seu de l’Instituto de Astrofísica de Andalucia, el Sol ens ha volgut fer un regal en forma d’explosió violenta que ens ha sobtat a tots.

Aquest matí, a les 8:41, els arcs magnètics sobre les taques solars 1226-1227 s’han tornat inestables, s’han acabat trencant i finalment han causat una erupció magnètica. El material calent que contenien aquests arcs s’ha escapat del Sol però gran part ha tornat a caure sobre el disc solar en forma de pluja coronal. Sobre la superfície solar l’impacte d’aquesta pluja ha causat abrillantaments que són zones molt més calentes.

El trencament dels arcs ha causat una erupció solar (una flare), una tempesta de partícles i una Emissió de Massa Coronal (ECM) que s’escapa del Sol. El satèl·lit de la NASA, el Solar Dynamics Observatory (SDO) ha gravat l’espectacle:

Els coronògrafs que porta la missió Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) està monitoritzant la EMC i mostra com s’està, ara mateix escapant del Sol. Mira com el núvol s’expandeix. Els punts brillants són causats pels impactes de les partícules carregades de l’EMC sobre la CCD de la càmera del telescopi del SOHO.

Es calcula que aquestes partícles arribaran a la Terra entre avui 8 de juny i demà 9 i xocaran contra l’alta atmosfera solar causant unes belles aurores visibles des de les zones polars de la Terra.