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“Northern/Southern Lights”
A che altezza si trova la meraviglia che ci lascia senza fiato con le sue innumerevoli forme cangianti?
Negli ultimi episodi di questo lungo viaggio sono arrivato finalmente a descrivere Lei, la magnifica spettacolare mozzafiato Aurora, Regina incontrastata dei cieli delle alte latitudini terrestri, Artico-“boreale” (“Luci del Nord”) ed Antartico-“australe” (“Luci del Sud”).
Premessa per chi si fosse perso gli altri episodi della serie sulle Aurore:
- un’aurora si verifica ogni volta che c’è un’eruzione solare diretta verso la Terra, o una variazione nella densità del campo magnetico dovuta all’interazione col vento solare
- il flusso del vento solare misto cambia secondo per secondo, incessantemente, in base all’attività solare emessa
- le particelle del vento solare (cme e buchi coronali) hanno una velocità tale da arrivare da noi entro 1-4 giorni, percorrendo la distanza che ci separa dal Sole, 1 AU
- la patina composta da vento solare e ondate di cme e particelle accelerate dai flares, emessa dal Sole, permea tutto il Sistema Solare fino ai suoi confini, la Eliopausa, dove si scontra con il vento interstellare
- un oceano elettromagnetico nella magnetosfera terrestre provoca fiumi di correnti elettriche nelle Cuspidi Polari ed un enorme quantitativo di corrente elettrica, ma tutta questa elettricità resta invisibile finché non si schianta contro gli atomi neutri presenti in alta atmosfera, Ossigeno al 22% e Azoto al 78%
Ovale Aurorale
L’ovale aurorale intera si vede dallo spazio, per ammirarla interamente servono però distanze almeno doppie rispetto a quella della ISS (400 km), quote a cui orbitano i satelliti polari.
Piccola parentesi: ma 400 km al di sopra della ISS, “chi” fotografa o filma gli Ovali aurorali?
A proposito, una precisazione importante e non scontata: a 400 km di quota, dalla ISS gli astronauti possono tranquillamente fotografare e filmare dal vivo l’aurora sotto di loro, la vedono infatti molto più ravvicinata.
Per fotografare o filmare invece l’ovale aurorale, visibile nella sua interezza solo da quote più alte, non possono esserci astronauti, per via del rischio di radiazioni che è più intenso.
Così le foto provengono dai satelliti polari mentre l’animazione che si vede tra poco è una ricostruzione in base ai dati ottenuti nelle varie orbite polari e ai dati delle previsioni riguardo le emissioni in arrivo dal Sole, vento solare, Cme, flares.
Eccoti una breve animazione dell’ovale, per il tuo piacere, visto da questa quota: parlo di circa 800-1.000 km, tramite satelliti polari che orbitano ai poli ogni ora e 40 minuti, coprendo ogni punto della Terra almeno due volte al giorno.
Questo anello è centrato sui poli magnetici, spostati di circa 11º rispetto ai rispettivi poli geografici.
Se tu non lo sapessi, per convenzione si è scelto di stabilire vicino al nord geografico anche il nord geomagnetico, ma nella realtà è il contrario…
… il nord magnetico è a sud (N), il sud magnetico al nord (S) e le linee di campo magnetico seguono la direzione nord-sud magnetica (la barra verticale nelle immagini rappresenta infatti il “dipolo magnetico” terrestre).
L’ovale aurorale ha un diametro di 3.000 km nei periodi di minimo solare, quindi arriva generalmente tra 60° e 70° di latitudine nord e sud (alte latitudini terrestri, Artico-“Boreale” e Antartico-“Australe”) …
… ma in occasione di eccezionali tempeste solari e quindi con magnetosfera assai disturbata, può estendersi anche a latitudini più basse.
Quello che vediamo da terra allora cos’è?
Questione di prospettiva e di distanza
Quando guardiamo l’aurora stiamo guardando una sezione microscopica dell’ovale aurorale (che ricordo rappresenta le particelle cariche che precipitano spiraleggiando nelle cuspidi seguendo le linee di campo magnetico)
Altitudine: di che altezza stiamo parlando quindi?
Beh, se la vediamo proveniendo dallo spazio, dall’alto, cioè nella direzione da cui arrivano le particelle del vento solare catturate dal campo magnetico:
– dai 1.000 km (esosfera)
In casi eccezionali e rari si manifesta debolmente già qui.
– a partire dai 300 km di quota (termosfera)
Comincia a farsi ammirare al di sotto dell’altezza orbitale della ISS (ricordo circa 400 km: la ISS spesso è testimone di fenomeni incantevoli che le si presentano “sotto gli occhi” o che addirittura sembra lambire).
– dai 150 agli 85 km (bassa termosfera)
Questa è tuttavia l’altezza dove mediamente si presenta con maggiore frequenza.
85 km sopra la tua testa, così tanto!
Ma sono così lontane?
Già, se infatti guardi da terra col naso all’insù, questa è la quota a cui cominciano ad essere visibili.
Come ho descritto nel post sull’atmosfera, grazie al potere dell’invisibilità è difficile per noi comprendere “a vista“, guardando dal basso, a che altezza si trova l’Aurora che stiamo guardando.
Già è impossibile “a vista” capire la quota di alcune delle nuvole più alte (in troposfera dove l’altezza massima arriva a 12 km)…
… anche se dall’aereo risulta più evidente cogliere qualche differenza.
Tuttavia di certo converrai con me che l’Aurora proprio non sembra trovarsi a ben 85 km sopra di te, tanto è l’impressione a volte di poterle quasi toccare!!!!
E al di sotto di questa quota che succede? Perché non si possono vedere?
Al di sotto degli 80-100 km l’atmosfera è troppo densa per consentire agli atomi di dare abbastanza luce. Come detto l’aria più densa è un ottimo isolante e quindi le correnti non raggiungono il terreno.
Forme ed estensione: come si sviluppano?
Tra le varie caratteristiche che affascinano e incantano, di sicuro la “forma in movimento” con cui l’Aurora si dispiega sopra le nostre teste occupa le prime posizioni sul podio!
Il comportamento si dimostra molto vario nel tempo: alcune strutture possono rimanere stazionarie fino a diverse ore, mentre altre si snodano sinuose attraverso il cielo scomparendo in pochi minuti o altre ancora compaiono e scompaiono in pochi secondi con un effetto di lampeggìo. Tuttavia il processo in media dura 15-20 minuti.
Molteplici forme che orchestrano l’incanto
Qui presento solo una panoramica non esaustiva delle singole forme identificate, ma nella realtà l’Aurora è spesso un miscuglio armonico, di umore altalenante, di alcune di esse e non è quindi possibile ridurla a singole forme.
Di certo devi considerare ogni forma aurorale proprio come un’impronta digitale atmosferica, formata solo da condizioni specifiche nell’atmosfera stessa (gas, altezza, stato elettrico, energia bombardante)
Considera che tutte le foto sono state scattate di notte, quindi il fatto che vedi il paesaggio illuminato è dovuto, a parte i tempi più lunghi dell’otturatore della macchina fotografica, in parte al chiarore della Luna (quando presente), in parte proprio alla luminosità dell’Aurora nei suoi momenti più intensi (il Sole poi deve essere almeno 10° sotto l’orizzonte perché appaia l’aurora).
- a macchie di luce
fisse o mobili, che possono assumere varie forme e durare da pochi minuti a circa mezzora, a volte persiste per qualche ora
- ad arco
comune forma durante i minimi solari, lungo diverse migliaia di km, largo decine di km e sottile anche solo 100 metri oppure spesso qualche km; si estendono verso l’alto lungo il campo magnetico, per centinaia di km
- a chiazze
piccole macchie di luce, bianche, dopo le ore 24, ogni macchia lampeggia ogni circa 10 secondi, fino all’alba
- a raggi di luce
durante i massimi solari, rapidi e lunghi anche centinaia di km, illuminano intensamente
- a fiocchi
- a velo
luminosità uniforme che copre gran parte del cielo
- a ricciolo
diametro tra 1 e 5 km
- a piega
curva a forma di “S”
- a drappeggio fluttuante
può anche essere inizialmente fisso, ma quando si “muove” ricorda molto il movimento di una tenda quando viene sfiorata da una mano
- a spirale
durante condizioni disturbate
- a corona
durante massimi solari, si muove e cambia molto velocemente
- a tenda
larghezza bande e raggi occupano quasi tutto il cielo, intensità velocemente mutevole
- a strisce, bande, fasce ondeggianti, nastri
con attività solare medio-bassa
Intensità, luminosità, struttura e durata dipendono da:
– l’attività solare che ha perturbato la magnetosfera in quel momento
– i successivi complessi processi di accelerazione dovuti a riconnessione magnetica
– le rapide interazioni che ne conseguono
Attenzione però, considera che tale attività:
– cambia di secondo in secondo
– NON è relativa all’attività solare in quell’istante, bensì al materiale che è giunto dal Sole, emesso da 1 a 4 giorni prima circa!
Ti lascio, dopo questo bel viaggetto nelle “altezze e forme” dell’Aurora, con ben 5 video intensi sulle Aurore: lasciati trasportare, incantare e commuovere dalla magia di questo meraviglioso spettacolo, catturato da Markus Kiili Photography.
La serie completa “In a nutshell” about Aurora
Link utili e collaborazioni:
– modelli previsionali di Aurora, SpaceWeatherLive.com
– foto di aurore di Maciej Winiarczyk
– foto di aurore di Davide Necchi
– Foto menzionata dalla NASA e Michigan Technological University (MTU) come APOD – “Astronomical Picture of The Day – A Spiral Aurora over Iceland“, credit Davide Necchi
– foto di aurore di Maurizio Pignotti
– foto di aurore di Jani Ylinampa, instagram
– foto di aurore di Mikko Lagerstedt, instagram
– foto di aurore di Markus Kiili
– foto di aurore di Giovanna Corti
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