Le aurore—l’aurora boreale (o aurora boreale) nell’emisfero settentrionale, e l’aurora australis (le luci del sud) nell’emisfero australe—sono brillanti spettacoli naturali che possono essere visti nel cielo serale soprattutto a latitudini più elevate. A differenza di altri fenomeni del cielo notturno, come meteore e comete, le aurore sono fenomeni atmosferici, ma cosa li causa?
Sebbene le aurore appaiano nell’atmosfera, sono il risultato di forze extraterrestri; tuttavia, queste forze non sono particolarmente aliene. La corona del Sole—la regione più esterna dell’atmosfera del Sole, costituita da plasma (gas ionizzato caldo) – allontana il vento solare (un flusso di particelle di protoni ed elettroni) dal Sole. Alcune di queste particelle ad alta energia colpiscono il campo magnetico terrestre e seguono le linee del campo magnetico nell’atmosfera terrestre ai poli magnetici Nord e Sud.
L’atmosfera terrestre è composta principalmente da azoto e ossigeno. Una volta che le particelle solari raggiungono l’atmosfera terrestre, si scontrano con atomi di azoto e ossigeno, spogliando i loro elettroni per lasciare ioni in stati eccitati. Questi ioni emettono radiazioni a varie lunghezze d’onda, creando i colori caratteristici. Le collisioni di particelle solari con ossigeno producono luce rossa o verde; le collisioni con azoto producono luce verde e viola.
Durante i periodi di bassa attività solare—che sono spesso associati a periodi in cui il Sole ha meno macchie solari—meno di queste particelle ad alta energia vengono emesse dal Sole, e i fogli scintillanti di colore che caratterizzano le zone aurorali della Terra si spostano verso l’alto. Quando il Sole è più attivo e grandi quantità di plasma stanno eruttando dalla superficie del Sole, più particelle raggiungono l’atmosfera terrestre e le aurore si estendono occasionalmente alle medie latitudini. Ad esempio, l’aurora boreale è stata vista a sud fino a 40° di latitudine negli Stati Uniti. Le aurore si verificano tipicamente ad altitudini di circa 100 km( 60 miglia); tuttavia, possono verificarsi ovunque tra 80 e 250 km (circa 50 a 155 miglia) sopra la superficie terrestre.