LA SCIENZA
La scienza dietro l'aurora boreale, spiegata
Come il vento solare, le particelle cariche e il campo magnetico terrestre si combinano per illuminare il cielo artico di verde, rosso e viola — la fisica dietro l'aurora di Tromsø.
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L’aurora nasce dal vento solare — un flusso costante di particelle cariche, per lo più elettroni e protoni, che si staccano dal sole a velocità che possono raggiungere diverse centinaia di chilometri al secondo. Quando il sole è più attivo, rilascia anche espulsioni di massa coronale: enormi getti di materiale solare che raggiungono la Terra in uno o tre giorni. Sia il vento costante sia le eruzioni occasionali forniscono la materia prima per lo spettacolo, ma nessuno dei due lo garantisce — ciò che accade dopo, quando quel materiale incontra il campo magnetico terrestre, decide se il cielo sopra Tromsø si illuminerà davvero in una data notte.
Il campo magnetico terrestre convoglia le particelle verso i poli.
Il campo magnetico terrestre devia la maggior parte del vento solare attorno al pianeta, ed è per questo che l'aurora è rara vicino all'equatore: la stessa bolla protettiva che scherma l'atmosfera su scale temporali geologiche. Ma le linee di campo convergono ai poli magnetici nord e sud, incanalando le particelle cariche verso l'alta atmosfera in due zone ad anello larghe qualche migliaio di chilometri — una sopra l'Artico, una sopra l'Antartico, quasi speculari tra loro. La posizione estremo-settentrionale di Tromsø la colloca quasi direttamente sotto l'anello settentrionale, noto come ovale aurorale, ed è proprio questa la ragione principale per cui la città registra molte più notti aurorali rispetto alle località a latitudini inferiori.
Collisione, non combustione — ecco come nasce la luce
L'aurora non è fuoco né luce riflessa: è collisione, su una scala difficile da immaginare. Le particelle incanalate dal campo magnetico si scontrano con atomi di ossigeno e azoto a un'altitudine compresa tra i 100 e i 300 chilometri — enormemente più in alto dei 10-12 chilometri a cui volano gli aerei di linea — trasferendo energia che gli atomi rilasciano poi sotto forma di fotoni, un processo di fondo simile a quello di un'insegna al neon, ma su una scala e a un'altitudine infinitamente maggiori. L'altitudine esatta e il gas specifico coinvolto determinano il colore, ed è per questo che un unico spettacolo può attraversare diverse sfumature distinte mentre le collisioni avvengono a quote differenti nel corso della stessa notte.
Perché il verde domina quasi ogni vetrina
Gli atomi di ossigeno situati tra i 100 e i 300 chilometri di altitudine producono il giallo-verde che rappresenta la maggior parte di ciò che si osserva realmente da Tromsø in una notte tipica — e, per comodità, è anche il colore a cui l'occhio umano è più sensibile in condizioni di scarsa luce, il che rende uno spettacolo di intensità moderata ancora più vivido di quanto la sua luminosità effettiva potrebbe suggerire. I rossi più rari provengono dallo stesso ossigeno a quote superiori, oltre i 300 chilometri circa, dove le collisioni sono meno frequenti e il bagliore risultante è più tenue. Blu e viola, invece, derivano dall'azoto negli strati più bassi dell'atmosfera e compaiono di solito solo durante un'esibizione più intensa ed energetica, alimentata da una raffica più potente di particelle solari.
L'ovale aurorale non è fisso — respira.
L’anello dell’attività aurorale attorno al polo magnetico si espande e si contrae in continuazione seguendo le condizioni geomagnetiche, più simile a una forma viva che a una linea fissa sulla mappa. In una notte tranquilla può ritrarsi verso il polo stesso, lasciando fuori persino le località più settentrionali; durante una forte tempesta geomagnetica si gonfia verso l’esterno, ed è per questo che una tempesta intensa può occasionalmente spingere l’aurora visibile fino al centro Europa. La posizione di Tromsø, quasi direttamente sotto l’ovale, fa sì che la città raramente abbia bisogno di una grande espansione per offrire uno spettacolo — la ragione scientifica per cui un valore KP modesto può comunque produrre qui, proprio sopra la testa, uno show intenso e colorato.
Il ritmo di undici anni dietro i numeri
L'attività solare cresce e cala seguendo un ciclo di circa undici anni noto come ciclo solare, e più macchie solari ed eruzioni compaiono sulla superficie del sole, più materia prima è disponibile per alimentare l'aurora. Il Ciclo Solare 25 ha raggiunto il suo massimo intorno al 2024, arrivando un po' prima e con più intensità di quanto molti previsori avessero previsto, e l'attività elevata in genere prosegue per alcuni anni oltre il picco, prima che il sole si calmi gradualmente verso il successivo minimo solare. Tutto ciò non cambia il vantaggio geografico di fondo di Tromsø — la sua posizione sotto l'ovale conta in ogni fase del ciclo — ma un sole più attivo significa generalmente aurore più frequenti e più luminose.
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