Así se formó en el Polo Norte una rara aurora que se produce "una vez cada 20 años"

Una madrugada de Navidad, en la isla ártica de Svalbard (Noruega), un objetivo de ojo de pez apuntaba hacia un cielo nocturno verde brillante. A diferencia de la emblemática aurora boreal, en la que finas estructuras serpenteantes se entrelazan bajo las constelaciones, esta aurora se extendía por el cielo en un manto verde casi uniforme.

"Esta aurora tenía una forma muy suave y su estructura era una mancha difusa de color verdoso. Era como un gran pastel verdoso", explica Keisuke Hosokawa, físico espacial de la Universidad de Electrocomunicaciones de Tokio (Japón). Hosokawa nunca había visto nada igual.

La extraña aurora cubrió el cielo del Polo Norte los días 25 y 26 de diciembre de 2022, y Hosokawa y sus colegas han identificado ahora el fenómeno en la revista Science Advances como una rara aurora de lluvia polar.

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Lluvia en el Polo Norte

Las auroras son producto de los electrones del sol que quedan atrapados y acelerados por el campo magnético de la Tierra. Los electrones fluyen desde la corona solar, su atmósfera más externa, en un plasma llamado viento solar.

Debido a la gran variedad de partículas de alta energía que contiene, los electrones del viento solar no suelen tener energía suficiente para crear auroras visibles al llegar a la Tierra. Pero una vez que quedan atrapados por el campo magnético del planeta y se excitan, los electrones interactúan con los átomos de nuestra atmósfera y producen auroras. Los espectáculos de luz aparecen alrededor de los polos de la Tierra, pero rara vez sobre los propios casquetes polares.

Por el contrario, las auroras de lluvia polar son causadas directamente por electrones del viento solar, durante raros casos de poco o ningún viento solar. El fenómeno recién descrito de 2022 "es un contraejemplo fascinante en el que un casquete polar parece estar lleno de electrones que llegan directamente de la corona solar", afirma David Knudsen, físico de la Universidad de Calgary, en Canadá, que no ha participado en el estudio; "se trata de un suceso muy inusual".

Las auroras de lluvia polar se han captado antes en datos de satélite, pero nunca desde cámaras terrestres. Hosokawa se topó con la aurora de 2022 por casualidad, tras tomarse un descanso durante las vacaciones de su rutina semanal de revisar las cámaras de auroras. Cuando estaba revisando casualmente los datos acumulados, descubrió la aurora como un regalo de Navidad tardío.

"Cuando vi ese tipo de aurora tan extraña, de repente me di cuenta de que esto es especial y de que tenía que hacer algo. Así que empecé a mirar los datos de satélite obtenidos al mismo tiempo y vi la firma de la lluvia polar", dice Hosokawa.

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Un día sin viento solar

La aurora no sólo es el resultado directo de electrones relativamente débiles que viajan directamente desde el Sol, sino que también es un raro ejemplo de un periodo de 28 horas sin apenas viento solar, salvo por los electrones de la lluvia polar.

El viento solar fluye constantemente hacia el sistema solar desde la corona solar, por lo que es muy inusual verlo desaparecer por completo. "Es una experiencia que ocurre una vez cada 20 años", dice Hosokawa, en referencia a la única aurora de lluvia polar registrada en 2004, que sólo se observó desde el espacio.

La ausencia de viento solar hizo que la aurora de lluvia polar de Hosokawa fuera excepcionalmente brillante y, por tanto, más fácil de ver desde tierra. Las observaciones duales desde tierra y desde el espacio son esenciales para comprender tanto los detalles como los patrones a gran escala de la aurora.

Dado que los electrones que precipitan la aurora de lluvia polar proceden directamente del Sol, actúan como una sombra o huella del entorno del que proceden. Hosokawa y sus colegas esperan utilizar estos datos para comprender la relación entre los electrones que llegan a la Tierra y su procedencia en la atmósfera solar.

"Lo realmente emocionante de este trabajo es que demuestra que aún quedan descubrimientos fundamentales por hacer", afirma Larry Paxton, coautor y astrofísico del Laboratorio de Física Aplicada John Hopkins de Baltimore (Maryland, Estados Unidos); "ahora tenemos un sistema de satélites y observatorios terrestres que nos permiten ver, por primera vez, una nueva forma en que nuestro Sol está conectado a la Tierra".