Cómo se ven las auroras en otros planetas?

Nathan Case, Lancaster University

Ser testigo directo de una aurora es una experiencia realmente sobrecogedora. La belleza natural de las auroras boreales o australes capta la imaginación del público como ningún otro aspecto de la meteorología espacial. Pero las auroras no son exclusivas de la Tierra y pueden verse en otros planetas de nuestro sistema solar.

Una aurora es el impresionante resultado final de una serie de acontecimientos que comienzan en el Sol. El Sol emite constantemente una corriente de partículas cargadas que dan forma al viento solar y viajan hacia las profundidades del sistema solar. Cuando estas partículas chocan con un planeta, como la Tierra, interactúan con el campo magnético que lo rodea (la magnetosfera), comprimiendo el campo en forma de lágrima y transfiriéndole energía.

Las líneas de un campo magnético pueden cambiar, y las partículas cargadas dentro de la magnetosfera pueden acelerarse hacia la atmósfera superior. Allí chocan con moléculas como el nitrógeno y el oxígeno, desprendiendo energía en forma de luz. Esto crea una cinta de color que puede verse en el cielo cerca de los polos magnéticos norte y sur del planeta: es la aurora.

Auroras gigantes de gas

Utilizando mediciones de naves espaciales, como Cassini, o imágenes de telescopios, como el Telescopio Espacial Hubble, los físicos espaciales han podido comprobar que algunos de los planetas vecinos más cercanos tienen sus propias auroras. La radiación electromagnética recibida de los planetas y ciertas emisiones de longitud de onda son buenos indicadores de su presencia.

Cada uno de los gigantes gaseosos (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) posee un fuerte campo magnético, una atmósfera densa y, en consecuencia, sus propias auroras. La naturaleza exacta de estas auroras es ligeramente distinta de la de la Tierra, ya que sus atmósferas y magnetosferas son diferentes. Los colores, por ejemplo, dependen de los gases de la atmósfera del planeta. Pero la idea fundamental detrás de las auroras es la misma.

Por ejemplo, varias de las lunas de Júpiter, entre ellas Io, Ganímedes y Europa, afectan a la aurora azul creada por el viento solar. Io, que es sólo un poco más grande que nuestra propia luna, es volcánica y arroja grandes cantidades de partículas cargadas a la magnetosfera de Júpiter, produciendo grandes corrientes eléctricas y brillantes auroras ultravioletas (UV).

En Saturno, las auroras más intensas se sitúan en las bandas ultravioleta e infrarroja del espectro de colores, por lo que no serían visibles para el ojo humano. Sin embargo, también se han observado auroras rosas y púrpuras más débiles (y más raras).

Mercurio también tiene una magnetosfera, por lo que cabría esperar que también allí se produjeran auroras. Por desgracia, Mercurio es demasiado pequeño y está demasiado cerca del Sol como para conservar una atmósfera, lo que significa que el planeta no tiene moléculas que el viento solar pueda excitar y, por tanto, no hay auroras.

Las auroras inesperadas

En Venus y Marte la historia es diferente. Aunque ninguno de estos planetas posee un campo magnético a gran escala, ambos tienen atmósfera. Cuando el viento solar interactúa con la ionosfera venusina (la capa de la atmósfera con más partículas cargadas), crea o induce un campo magnético. Utilizando datos de la nave espacial Venus Express, los científicos descubrieron que este campo magnético se extiende alejándose del Sol para formar una magnetocola que redirige las partículas aceleradas hacia la atmósfera y forma una aurora.

La atmósfera de Marte es demasiado fina para que se produzca un proceso similar, pero sigue teniendo auroras creadas por campos magnéticos localizados incrustados en la corteza del planeta. Se trata de los restos de un campo magnético global mucho mayor que desapareció al enfriarse el núcleo del planeta. La interacción entre el viento solar y la atmósfera marciana genera auroras discretas que quedan confinadas a las regiones de campo de la corteza.

Un descubrimiento reciente de la misión MAVEN demostró que Marte también tiene auroras mucho mayores repartidas por el hemisferio norte, y probablemente también por todo el planeta. Esta aurora difusa es el resultado de la lluvia de partículas energéticas solares en la atmósfera marciana, más que de partículas del viento solar que interactúan con un campo magnético.

Si un astronauta se situara en la superficie de Marte podría ver una aurora, pero probablemente sería más bien tenue y azul y, a diferencia de la Tierra, no estaría necesariamente cerca de los polos del planeta.

La mayoría de los planetas fuera de nuestro sistema solar son demasiado débiles en comparación con su estrella madre para que podamos ver si tienen auroras. Pero los científicos descubrieron recientemente una enana marrón (un objeto mayor que un planeta pero no lo suficientemente grande como para arder como una estrella) a 18 años luz de la Tierra que se cree que tiene una aurora roja brillante. Esto plantea la posibilidad de descubrir otros exoplanetas con atmósferas y campos magnéticos que tengan sus propias auroras.

Estos descubrimientos son emocionantes y hermosos, pero también son útiles desde el punto de vista científico. Investigar las auroras ofrece a los científicos pistas tentadoras sobre el entorno magnético y de partículas de un planeta y podría ayudarnos a comprender mejor cómo interactúan las partículas cargadas y los campos magnéticos. Incluso podría desvelar las respuestas a otros problemas físicos, como la fusión nuclear.

Nathan Case, Senior Research Associate in Space and Planetary Physics, Lancaster University

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.