Las auroras han cautivado durante mucho tiempo al público y a los expertos por igual. De hecho, el astrónomo Galileo Galilei acuñó el término en latín. Las auroras se producen cuando las partículas cargadas, como los electrones, son expulsadas por el sol y canalizadas hacia los polos de la Tierra por el campo magnético de nuestro planeta. Allí interactúan con los gases de la atmósfera, aumentando su energía y liberándose posteriormente como luz.

Si las luces del norte se han visto en muchas formas, incluidos "arcos silenciosos", espirales y coronas, ahora, gracias al trabajo de un grupo de entusiastas aficionados y de científicos, contamos con una forma previamente desconocida, un patrón que se asemeja a las dunas de arena.

Así es. Como si de dunas de arena se tratara, esta nueva forma de aurora es causada por ondas de oxígeno que fluyen a través de una corriente de partículas solares. El espectáculo de luces se tiñe uniformemente de verde y se extiende por más de 48 kilómetros y a casi 100 kilómetros, en la mesosfera.

Su descubrimiento fue, como algunas veces ocurre en la ciencia, por casualidad. La física espacial Minna Palmroth de la Universidad de Helsinki (Finlandia) que dirige un grupo de investigación que desarrolla la simulación más precisa del mundo del espacio y el clima espacial cercano a la Tierra que causan emisiones aurorales, pidió a un equipo de observadores de auroras que le enviaran fotografías para un libro. Uno de ellos destacó las imágenes de una aurora en particular que no parecía encajar con ningún tipo conocido y las denominó simplemente "dunas aurorales".

Huella dactilar atmosférica

Cada forma auroral es como una huella dactilar atmosférica, formada por condiciones específicas en la atmósfera. Tal y como su nombre indica, las luces teñidas de verde bailaban en el cielo del norte como dunas extendidas a través de playas de arena en un patrón ondulatorio. Poco después apareció una aurora similar y posteriormente fue fotografiada en dos lugares diferentes en el suroeste de Finlandia.

Los expertos rastrearon su origen hasta una guía de ondas formada dentro de la mesosfera y su límite, la línea de Kármán. El estudio también postula que esta nueva forma de aurora proporciona a los investigadores una forma renovada de investigar las cualidades de la atmósfera superior.

Maxime Grandin, investigador postdoctoral en el equipo de Palmroth, identificó las estrellas tras la emisión y determinó los acimutes y las elevaciones de las estrellas con la ayuda del programa de software de astronomía Stellarium, lo que posibilitó utilizar las estrellas como puntos de referencia al calcular la altitud y la extensión de la aurora. El equipo detectó un total de siete eventos similares de "dunas aurorales" y una cámara grabó el mismo patrón uniforme de ondas en todas ellas.

"Las ondas tienen diferentes frecuencias, diferentes longitudes de onda, diferentes amplitudes y así observar algo muy uniforme, como las dunas, significa que tiene que haber algún mecanismo activo que las haga tan uniformes", aclara Palmroth.

¿Qué puede provocar esta forma?

Palmroth explicó que el mecanismo podría ser un evento inusual llamado agujero mesosférico, por el cual una onda particular se filtra y se dobla, lo que le permite viajar horizontalmente entre dos capas en la atmósfera. El fenómeno -raro y poco estudiado- es similar a una marea ascendente que forma una ola en un río. Según la experta, esto puede suceder cuando, inusualmente, la temperatura de una capa de la atmósfera es ligeramente más alta que las dos capas por encima y por debajo. La apariencia de duna de la aurora, según el equipo, se debe a la ola que produce picos y valles en la densidad del oxígeno.

Con la ayuda de dispositivos de medición controlados por el Instituto Meteorológico de Finlandia, descubrieron que las dunas se producen simultáneamente y en la misma región donde la energía electromagnética que se origina en el espacio se transfiere a la “ignorosfera” (apodo humorístico entre los científicos para referirse a la mesosfera).

"Esto podría significar que la energía transmitida desde el espacio a la ionosfera puede estar vinculada con la creación de la capa de inversión en la mesosfera", dice Palmroth. "En términos de física, este sería un descubrimiento sorprendente, ya que representaría un mecanismo nuevo y previamente no observado de interacción entre la ionosfera y la atmósfera".

Obstáculos en el camino

La parte de la zona auroral donde la atmósfera eléctricamente neutral de la Tierra se encuentra con el borde del espacio es un entorno extremadamente desafiante para los satélites y otros instrumentos espaciales. Por eso es uno de los lugares menos estudiados de nuestro planeta. La altitud es un problema. La interacción entre la atmósfera neutra y la ionosfera electromagnética cuentan con diferentes técnicas de observación pero el mayor obstáculo es que está a demasiada altitud para radares y globos y demasiado baja para las naves espaciales.