Temporada de auroras: ¿Por qué hay más auroras en los equinoccios?

Es temporada de auroras: aquí hay una exhibición de auroras sobre Laponia el 21 de marzo de 2022.

¿Cuándo es la temporada de auroras?

¿Cuál es la base de la conexión legendaria entre las auroras y los equinoccios? Sí, hay una temporada de auroras, que llega en marzo y octubre (más o menos alrededor de los equinoccios) cada año. Este patrón en la naturaleza (las auroras aumentan dos veces al año) es uno de los primeros patrones observados y registrados por los científicos.

Sabemos que las tormentas y erupciones en el sol causan perturbaciones en el campo magnético de la Tierra, llamado tormentas geomagnéticas. Y sabemos que el sol mismo tiene ciclos, incluyendo el famoso ciclo solar de 11 años. Por cierto, ese ciclo está en alza ahora, por lo que tenemos más actividad solar ahora que hace unos años. Pero un ciclo de 11 años no es un ciclo de dos años. ¿Por qué las tormentas geomagnéticas aumentarían dos veces al año?

Resulta que todo se trata de magnetismo y geometría.

Temporada de auroras: primeros estudios

Y es algo que los observadores de la naturaleza han estudiado durante mucho tiempo. Luis Cortieun astrónomo jesuita inglés que realizó estudios solares a principios del siglo pasado, publicó el primer artículo de revista notable sobre el vínculo entre los equinoccios y las auroras en el año 1912.

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Luego, en 1940, el matemático Sidney Chapman y su colega alemán Julio Bartels incluyeron otra discusión sobre la temporada de auroras dos veces al año en su libro clásico geomagnetismo. Este libro de 1940 se convirtió en el libro de texto estándar sobre el magnetismo de la Tierra durante varias décadas. E ilustró la variación estacional de las tormentas geomagnéticas en el siguiente gráfico:

Un gráfico que muestra las tormentas por mes, con 2 picos.
La variación semestral de las auroras es uno de los primeros patrones naturales registrados. Esta gráfica muestra un patrón observado durante los años 1875 a 1927. Puedes ver que tormentas geomagnéticas -y por lo tanto las auroras- llegan con mayor frecuencia en los meses de marzo y octubre. Imagen a través del libro. geomagnetismo por Sydney Chapman y Julius Bartels.

Más tarde, un físico solar – david hathaway del Marshall Space Flight Center de la NASA, creó un gráfico actualizado que muestra el mismo patrón estacional. La trama de Hathaway está a continuación:

Parcela con barras rectangulares verticales que muestra un aumento dos veces al año.
david hathaway de la NASA creó un gráfico actualizado que muestra una variación estacional en las tormentas magnéticas de la Tierra, similar al que se había publicado en 1940. Este muestra la actividad geomagnética desde 1932 hasta 2002. Al igual que el gráfico anterior, muestra un aumento dos veces al año. en las tormentas geomagnéticas que provocan las auroras.

El efecto Russell-McPherson

A lo largo de los años, los científicos propusieron varias modelos para explicar la variación de dos veces al año en la tormenta geomagnética. Una explicación perdurable viene de cristobal russell y Roberto McPherron, ambos de UCLA. Su artículo de 1973 sobre el tema se tituló Variación Semestral de la Actividad Geomagnética.

Aunque su modelo que explicaba la variación estacional en la frecuencia de las auroras no lo explicaba todo a la perfección, sí mostraba una conexión física entre la geometría del campo magnético de la Tierra y el campo magnético que el viento solar lleva a la Tierra desde el sol. Y es por eso que, desde el artículo de 1973, el término efecto Russell-McPherson se ha utilizado para la aurora estacional.

Entonces, ¿cuál es la conexión?

El componente Bz. ¿Sabes que un imán siempre viene con dos polos: un polo norte y un polo sur? Los campos magnéticos solares, llevados a la Tierra a través del viento solar, también tienen un polo norte y un polo sur. Russell y McPherron demostraron que el componente «norte-sur» del campo magnético del sol, llamado componente Bz por los físicos solares, sube y baja a lo largo del año, de manera correspondiente al bamboleo del eje de la Tierra. Mostraron que estas fluctuaciones son mayores durante los equinoccios. Las tormentas geomagnéticas, y por lo tanto las auroras, ocurren con mayor frecuencia cuando el componente «norte-sur» del viento solar es más o menos opuesto al componente «norte-sur» del propio campo magnético de la Tierra.

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Sucede porque, al igual que cuando dos imanes de barra orientados de manera opuesta se atraen entre sí, los componentes Bz opuestos se atraen. Abren un agujero en el campo magnético de la Tierra, lo que permite que el viento solar fluya más fácilmente hacia los polos magnéticos de la Tierra.

Cuando esto sucede, ¡presto, tenemos auroras!

Diagrama con flechas que muestra los componentes Bx, By y Bz en el campo magnético solar.
Sol a la izquierda. Tierra a la derecha. El campo magnético del sol, transportado por el viento solar, está entre ellos. No a escala. Tenga en cuenta que los componentes Bx y By están orientados paralelos a la eclíptica (plano Tierra-Sol). La tercera componente, llamada componente Bz, es perpendicular a la eclíptica. Las tormentas geomagnéticas, y por lo tanto las auroras, ocurren con mayor frecuencia cuando el componente Bz del viento solar es más o menos opuesta a la componente Bz del propio campo magnético de la Tierra. La inclinación de la Tierra en relación con la Tierra-Sol, alrededor del tiempo de un equinoccio, es lo que hace que sean opuestos.

El efecto equinoccial

Hay otro factor que entra en juego que también aumenta la aurora durante los equinoccios. Se llama efecto equinoccial. Equinoccial simplemente significa que ocurre en o cerca del momento de un equinoccio.

Muchos de los modelos que compiten con el de Russel y McPherson se basan en el efecto equinoccial. No es tan fuerte como el efecto mencionado anteriormente, pero se suma a la conexión equinoccio-aurora.

Así es como funciona. Durante los equinoccios, los polos magnéticos de la Tierra (norte y sur) están en ángulo recto con el viento solar que fluye, dos veces al día. Durante estos tiempos, el viento solar es efectivamente más fuerte, potenciando las tormentas magnéticas. A medida que cambian las estaciones, los polos apuntan más hacia o lejos del sol, lo que reduce este efecto.

¿Ves lo que queremos decir? Magnetismo… y la geometría de los mundos en el espacio.

Sol en el centro con cuatro Tierras a su alrededor, diferentes caras iluminadas por la luz del sol.
El equinoccio es un evento que tiene lugar en la órbita de la Tierra alrededor del sol.

Magnetismo y geometría en la temporada de auroras

Entonces, hay una razón por la cual las auroras son más frecuentes alrededor de los equinoccios. Los investigadores han estado estudiando el fenómeno durante más de 100 años y todavía lo están estudiando. Puede que no estén de acuerdo en todos los detalles, pero sí están de acuerdo en que la causa se relaciona con los campos magnéticos tanto del sol como de la Tierra, trabajando en conjunto con la geometría sol-tierra en una época determinada del año, a medida que la tierra se mueve en su orbita.

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como meteorólogo curtis grevenitz escribió esto en su Artículo de WeatherWise para KTVH-News en Helena, Montana:

No es solo una coincidencia que estos dos hermosos fenómenos tengan una relación.

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Invitamos a todos nuestros lectores a enviarnos sus fotos recientes de auroras. Nos encanta recibir tus fotos. Vea la página de fotos de nuestra comunidad o envíe su imagen aquí.

En pocas palabras: una temporada de auroras ocurre en marzo y octubre de cada año, debido a la forma en que los campos magnéticos del sol y la Tierra funcionan en conjunto con la geometría sol-Tierra en una época determinada del año.

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