<\/strong>Las auroras son causadas por part\u00edculas subat\u00f3micas cargadas (principalmente electrones) que chocan contra la atm\u00f3sfera de la Tierra. Estos son emitidos por el Sol todo el tiempo, pero hay m\u00e1s en las \u00e9pocas de mayor actividad solar.<\/p>\n\n\n\n
La mayor parte de nuestra atm\u00f3sfera est\u00e1 protegida de la afluencia de part\u00edculas cargadas por el campo magn\u00e9tico de la Tierra. Pero cerca de los polos, pueden colarse y causar estragos. La atm\u00f3sfera de la Tierra est\u00e1 compuesta aproximadamente por un 20% de ox\u00edgeno y un 80% de nitr\u00f3geno, con algunas trazas de otras cosas como agua, di\u00f3xido de carbono (0,04%) y arg\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
Cuando los electrones de alta velocidad chocan contra las mol\u00e9culas de ox\u00edgeno en la atm\u00f3sfera superior, dividen las mol\u00e9culas de ox\u00edgeno (O\u2082) en \u00e1tomos individuales. La luz ultravioleta del Sol tambi\u00e9n hace lo mismo, y los \u00e1tomos de ox\u00edgeno generados pueden reaccionar con las mol\u00e9culas de O\u2082 para producir ozono (O\u2083), la mol\u00e9cula que nos protege de la da\u00f1ina radiaci\u00f3n UV.<\/p>\n\n\n\n
Pero, en el caso de la aurora, los \u00e1tomos de ox\u00edgeno generados est\u00e1n en estado excitado. Esto significa que los electrones de los \u00e1tomos est\u00e1n dispuestos de una manera inestable que puede “relajarse” emitiendo energ\u00eda en forma de luz.<\/p>\n\n\n\n \u00bfQu\u00e9 hace la luz verde? Cuando un \u00e1tomo de sodio est\u00e1 en un estado excitado, s\u00f3lo permanece all\u00ed durante unas 17 milmillon\u00e9simas de segundo antes de disparar un fot\u00f3n de color amarillo anaranjado. Pero, en la aurora, muchos de los \u00e1tomos de ox\u00edgeno se crean en estados excitados sin formas “permitidas” de relajarse mediante la emisi\u00f3n de luz. Sin embargo, la naturaleza encuentra un camino.<\/p>\n\n\n\n La luz verde que domina la aurora es emitida por los \u00e1tomos de ox\u00edgeno que se relajan desde un estado llamado “\u00b9S” a un estado llamado “\u00b9D”. Se trata de un proceso relativamente lento, que en promedio dura casi un segundo.<\/p>\n\n\n\n De hecho, esta transici\u00f3n es tan lenta que normalmente no ocurrir\u00e1 con el tipo de presi\u00f3n del aire que vemos a nivel del suelo, porque el \u00e1tomo excitado habr\u00e1 perdido energ\u00eda al chocar con otro \u00e1tomo antes de que tenga la oportunidad de emitir un hermoso fot\u00f3n de color verde. Pero en las zonas superiores de la atm\u00f3sfera, donde hay menor presi\u00f3n del aire y, por tanto, menos mol\u00e9culas de ox\u00edgeno, tienen m\u00e1s tiempo antes de chocar entre s\u00ed y, por tanto, tienen la posibilidad de liberar un fot\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n Por esta raz\u00f3n, los cient\u00edficos tardaron mucho en darse cuenta de que la luz verde de la aurora proven\u00eda de \u00e1tomos de ox\u00edgeno. El brillo amarillo anaranjado del sodio se conoci\u00f3 en la d\u00e9cada de 1860, pero no fue hasta la d\u00e9cada de 1920 que los cient\u00edficos canadienses descubrieron que el verde de la aurora se deb\u00eda al ox\u00edgeno.<\/p>\n\n\n\n \u00bfQu\u00e9 hace la luz roja? Sin embargo, incluso despu\u00e9s de emitir ese fot\u00f3n verde, el \u00e1tomo de ox\u00edgeno se encuentra en otro estado excitado sin relajaci\u00f3n permitida. La \u00fanica salida es a trav\u00e9s de otra transici\u00f3n prohibida, del estado \u00b9D al estado \u00b3P, que emite luz roja.<\/p>\n\n\n\n Esta transici\u00f3n est\u00e1 a\u00fan m\u00e1s prohibida, por as\u00ed decirlo, y el estado \u00b9D tiene que sobrevivir durante unos dos minutos antes de que finalmente pueda romper las reglas y emitir luz roja. Debido a que tarda tanto, la luz roja s\u00f3lo aparece a gran altura, donde las colisiones con otros \u00e1tomos y mol\u00e9culas son escasas. Adem\u00e1s, debido a que hay una cantidad tan peque\u00f1a de ox\u00edgeno all\u00ed arriba, la luz roja tiende a aparecer s\u00f3lo en auroras intensas, como las que acabamos de tener.<\/p>\n\n\n\n Por eso la luz roja aparece encima de la verde. Si bien ambas se originan en relajaciones prohibidas de los \u00e1tomos de ox\u00edgeno, la luz roja se emite mucho m\u00e1s lentamente y tiene m\u00e1s posibilidades de extinguirse por colisiones con otros \u00e1tomos en altitudes m\u00e1s bajas.<\/p>\n\n\n\n Otros colores y por qu\u00e9 las c\u00e1maras las ven mejor Todos estos colores son visibles a simple vista si la aurora es lo suficientemente brillante. Sin embargo, aparecen con m\u00e1s intensidad en el objetivo de la c\u00e1mara.<\/p>\n\n\n\n Hay dos razones para esto. En primer lugar, las c\u00e1maras tienen la ventaja de una exposici\u00f3n prolongada, lo que significa que pueden dedicar m\u00e1s tiempo a recoger luz para producir una imagen que nuestros ojos. Como resultado, pueden crear una imagen en condiciones de poca luz.<\/p>\n\n\n\n La segunda es que los sensores de color de nuestros ojos no funcionan muy bien en la oscuridad, por lo que tendemos a ver en blanco y negro en condiciones de poca luz. Las c\u00e1maras no tienen esta limitaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n Pero no te preocupes. Cuando la aurora es lo suficientemente brillante, los colores son claramente visibles a simple vista.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/einsteresante.com\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/image-39.png\")
<\/strong>Como se ve en los fuegos artificiales, los \u00e1tomos de diferentes elementos producen diferentes colores de luz cuando se les activa. Los \u00e1tomos de cobre dan una luz azul, el bario es verde y los \u00e1tomos de sodio producen un color amarillo anaranjado que quiz\u00e1s tambi\u00e9n hayas visto en las farolas m\u00e1s antiguas. Estas emisiones est\u00e1n \u201cpermitidas\u201d por las reglas de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, lo que significa que ocurren muy r\u00e1pidamente.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/einsteresante.com\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/image-38.png\")
<\/strong>La luz verde proviene de la llamada transici\u00f3n “prohibida”, que ocurre cuando un electr\u00f3n en el \u00e1tomo de ox\u00edgeno ejecuta un salto improbable de un patr\u00f3n orbital a otro. Las transiciones prohibidas son mucho menos probables que las permitidas, lo que significa que tardan m\u00e1s en ocurrir.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Si bien el verde es el color m\u00e1s com\u00fan que se ve en la aurora, y el rojo el segundo m\u00e1s com\u00fan, tambi\u00e9n hay otros colores. En particular, las mol\u00e9culas de nitr\u00f3geno ionizado (N\u2082\u207a, a las que les falta un electr\u00f3n y tienen una carga el\u00e9ctrica positiva), pueden emitir luz azul y roja. Esto puede producir un tono magenta en altitudes bajas.<\/p>\n\n\n\n