En mayo de 2024, apareció en el Sol la mayor región de actividad del actual 25º ciclo de actividad. En los días cercanos al 7 de mayo se encontraba casi en el centro del disco solar (ver «Una región particularmente activa»). Produjo una serie de intensas llamaradas con eyecciones de masa coronal (CME): nubes de partículas energéticas cargadas eléctricamente que se extendieron por el espacio interplanetario e interrumpieron el campo magnético de la Tierra. A raíz de estas fuertes tormentas geomagnéticas aparecieron las auroras boreales, visibles también en el sur de Europa (véase SuW 8/2024, p. 70).
© Rainer Sparenberg (detalle)
Una región particularmente activa | En esta imagen del 10 de mayo de 2024 se puede ver claramente la zona de actividad solar AR 3664, de la que se originaron intensas llamaradas y eyecciones coronales. Rainer Sparenberg fotografió el Sol a las 09:55 CEST a la luz de la línea H alfa con un QHY Cámara de 268 mm y filtro de luminancia en un telescopio Coronado SolarMax II con una apertura de 90 mm y una distancia focal de 800 mm. El ancho de banda espectral es de 0,7 Angstroms (1 Å = 10–10 metro = 1/10 nanómetro). De las 2000 imágenes, las 200 mejores se combinaron para crear esta imagen.
El 10 de mayo de 2024 se produjo en el Sol la llamarada de categoría X más intensa. Este evento, clasificado como X 4, fue una de las erupciones más violentas del actual ciclo de actividad. Las CME posteriores se propagaron hacia la Tierra a velocidades variables, lo que llevó a la predicción de una tormenta geomagnética de nivel superior (G 5) en la noche del 10 al 11 de mayo. Los aficionados de todo el mundo estaban preparados para posibles fenómenos aurorales, y nosotros también.
Y en realidad todo empezó poco antes de la medianoche: casi todo el cielo empezó a brillar. Hacia el norte y más allá del cenit, a veces a tan solo 30 grados sobre el horizonte sur, aparecían rayas y bandas variables de delicados colores verde, azul violeta y rojo. Incluso hacia el sur se veían manchas verdes cuando se miraba desde un lugar oscuro. En particular, fue posible seguir intensamente el juego de colores en la pantalla de la cámara y proponer tiempos de exposición cortos con un número ISO alto y una apertura abierta para poder representar con la mayor nitidez posible las rayas que cambian rápidamente (ver «Color cortina» ).
© Stefan Binnewies (detalle)
Cortina colorida | Se necesitaron seis tomas en formato retrato para representar la aurora boreal del 11 de mayo de 2024 en forma panorámica. La imagen, creada con ayuda del software PTGui, muestra la cortina de auroras en el ángulo de 180 grados de latitud a las 00:36 CEST en Heckberg a Much, en Bergisches Land. La exposición fue de 6 × 2,5 segundos con una Canon EOS R6 Mark II y una lente Sigma de 20 mm con apertura 4 e ISO 3200.
Lo que resulta especialmente emocionante es ver la aurora boreal a través de un espectroscopio. Como se ha descrito, el espectro visual del fenómeno luminoso está determinado por los colores violeta, azul, verde y rojo. Es un espectro de líneas de emisión. No existe una distribución continua de energía en todas las longitudes de onda, como en el espectro de una estrella; más bien, la luz se emite en longitudes de onda específicas en líneas características de los elementos químicos y moléculas involucradas. Las líneas de emisión del espectro de la aurora surgen de la excitación del nitrógeno atómico (N), el nitrógeno molecular (N2) y oxígeno atómico (O). La energía necesaria para ello proviene del fuerte viento solar y se debe a las eyecciones de masa coronal.
Con la ayuda de un espectrógrafo de rejilla pudimos obtener un espectro de la aurora con una resolución espectral de 300 líneas por milímetro (ver “El arco iris de la aurora boreal”). Se examinó el fondo del cielo, es decir, la señal que se sustrae de un objeto específico en la espectroscopia convencional. En el momento de la observación, nuestro telescopio apuntaba hacia el sur. A pesar del estrecho campo de visión, el espectro resultante es representativo de la aurora boreal, ya que su brillo abarca casi todo el cielo.
© Michael König (detalle)
El arco iris de la aurora boreal | Numerosas líneas de emisión de oxígeno neutro (OI), nitrógeno molecular (N2) y nitrógeno molecular ionizado (N2+) caracterizan el espectro de la aurora, que se muestra aquí como un degradado de color (arriba) y como un contorno (abajo). La grabación se realizó en Rimbach im Odenwald con una cámara CMOS Touptek 533 junto con un espectrógrafo LISA sobre un reflector de 14 pulgadas. 60 Minutos expuso el cambio del 10 al 11 de mayo de 2024.
La curva espectral muestra las líneas de emisión como picos agudos cuyas longitudes de onda pueden asignarse de la siguiente manera: N2+ Emite en longitudes de onda de 391,4, 423,6, 427,8, 465,2 y 470,9 nanómetros. No2 emitido a 399,7 y 405,8 nanómetros, NI a 520,0 nanómetros y OI a 557,7, 630,0 y 636,4 nanómetros. La línea de oxígeno a 557,7 nanómetros suele estar presente en los espectros incluso sin aurora. En el espectro auroral se ha eliminado la luz perturbadora que se produce en el lugar de observación; Todavía se pueden ver los pequeños picos restantes de las lámparas de bajo consumo del barrio, de entre 546 y 611 nanómetros.
Lo mejor de estos sobrios números y del gradiente de perfil es el gradiente de color, que se puede resumir en la intensidad medida por longitud de onda. Las franjas claras en el degradado de color marcan las líneas de emisión de luz. La emisión más intensa se encuentra en el rango espectral rojo-naranja; vuelve a los átomos de oxígeno neutros (OI).
Los átomos de oxígeno simplemente ionizados (O II) no contribuyen. En los cálculos del modelo, esto se justifica por el hecho de que los átomos de O II capturan electrones y, por lo tanto, los combinan para formar átomos de OI. Al nitrógeno ionizado individualmente (N II) en las auroras a menudo se le asigna una línea de emisión de 500,1 nanómetros. Esto no aparece en el espectro medido.
En el extremo izquierdo, es decir, en la zona espectral violeta y azul, la molécula de nitrógeno emite una vez neutra (NI) y otra simplemente ionizada (N II). Las líneas correspondientes no aparecen nítidas en el espectro porque los dos átomos de N2-Contribuyen las transiciones energéticamente cercanas de la molécula: la molécula puede girar alrededor de un eje y oscilar a lo largo de la línea que conecta los dos átomos. Son posibles numerosas transiciones entre diferentes estados de rotación y oscilación, lo que crea una amplia red de líneas en el espectro en lugar de una sola línea: bandas de rotación y oscilación. – Nuestro espectro de auroras boreales revela una estética completamente única que, con suerte, transmite la alegría que cada uno de nosotros sintió en esta extraordinaria noche de mayo.
