Dunas boreales: nuevo tipo de aurora en la frontera con el espacio exterior

El descubrimiento de las dunas boreales comenzó a gestarse cuando Minna Palmroth, profesora de Física Espacial Computacional en la Universidad de Helsinki, fue invitada a participar en un grupo de Facebook de aficionados a las auroras

Una colaboración entre aficionados a la fotografía y astrofísicos finlandeses ha permitido identificar una nueva forma de aurora boreal que dibuja patrones similares al de las dunas de arena. El hallazgo, descrito en el primer número de la revista AGU Advances, ha sido localizado en una región de la atmósfera poco estudiada hasta ahora, la mesopausa, que se halla entre la mesosfera y la ionosfera, en el límite con el espacio exterior, reporta El Mundo.

El descubrimiento de las dunas boreales comenzó a gestarse cuando Minna Palmroth, profesora de Física Espacial Computacional en la Universidad de Helsinki, fue invitada a participar en un grupo de Facebook de aficionados a las auroras, para responder a preguntas sobre el origen de las diferentes variantes de este fenómeno. La experiencia le llevó a escribir un libro y, como parte del proyecto, pidió a los miembros de esa misma comunidad que capturaran imágenes con formas poco habituales y se las hicieran llegar. Entre ellas apareció un patrón desconocido en la literatura científica.

Este nuevo tipo de aurora fue identificado en una región en la que la atmósfera es eléctricamente neutra, en la frontera con el espacio. Se trata de un entorno extremadamente difícil para los satélites y otros instrumentos espaciales, por eso los autores recuerdan que se trata de los lugares menos estudiados de nuestro planeta. «Debido a las dificultades para estudiar los fenómenos atmosféricos que ocurren entre 80 y 120 kilómetros de altitud, a veces llamamos a esta zona la ignorosfera», explica Palmroth.

Las dunas boreales fueron fotografiadas al mismo tiempo en Laitila y Ruovesi, dos localidades en el suroeste de Finlandia. Los investigadores identificaron las estrellas detrás de las emisiones y las utilizaron como punto de referencia. A partir de sus ángulos y elevaciones, pudieron calcular la altitud y la extensión del fenómeno, ubicándolo exactamente en la ignorosfera.

«Ha sido un poco como armar un rompecabezas, casi como hacer trabajo de detective, cada día encontrábamos nuevas imágenes y se nos ocurrían nuevas ideas», relata Matti Helin, uno de los aficionados a la astronomía que participaron en el descubrimiento. «Uno de los momentos más especiales de nuestra colaboración fue cuando pudimos estudiarlo en tiempo real, mientras la aurora estaba teniendo lugar».

Mareas atmósféricas 

Las auroras polares —llamadas boreales en el hemisferio norte, australes en el sur— se producen cuando partículas con carga eléctrica procedentes del sol (los llamados vientos solares) son canalizadas hacia los polos por el campo magnético que envuelve la Tierra. Allí interactúan con los gases de la atmósfera, incluyendo el oxígeno y el nitrógeno, aumentando su energía hasta que la carga es liberada en forma de partículas lumínicas.

En los niveles de la atmósfera en los que aparecen suele haber muchos tipos diferentes de ondas de gravedad, que viajan en diferentes direcciones a diferentes longitudes de onda. Todo esto genera formas caóticas y es muy poco habitual que se repitan patrones tan uniformes como los que exhiben las dunas. Por esa razón, al principio la regularidad de las formas desconcertó a sus descubridores.

Pero su investigación ha demostrado que las dunas son el resultado de mareas mesosféricas, un fenómeno raro y poco estudiado. El comportamiento de estas mareas es similar al que se da en la desembocadura de algunos ríos, cuando las olas avanzan en contra la dirección del caudal. Sólo que en este caso se trata de olas de partículas luminosas. «Creemos que esas diferencias de brillo dentro de las ondas que producen las formas de las dunas son el resultado de la mayor densidad de átomos de oxígeno», señala Palmroth.

«La región donde aparecen la auroras suele evitarse en muchos estudios, ya que las mismas partículas aurorales interfieren con la técnicas que utilizamos para estudiar la atmósfera», añade la investigadora. Pero, con la ayuda de los dispositivos de medición operados por el Instituto Meteorológico Finlandés, el equipo ha sido capaz de rastrear las dunas y ver que ocurren en la misma región donde energía electromagnética originada en el espacio se transfiere a la ignorosfera. «Esto podría significar un nuevo mecanismo de interacción entre la ionosfera y la exosfera que no se había observado hasta ahora», señala.