Definizione: fenomeno luminoso che appare nell'alta atmosfera sotto forma di archi, bande e fasce di varie forme, simili a tende o drappi.
L'attività aurorale è il risultato dell'interazione del vento solare con il campo magnetico terrestre. Il vento solare tende ad essere maggiore intorno al massimo dell'attività solare, che si verifica in un ciclo di 10-12 anni. Durante la fase crescente di un ciclo solare, le macchie solari indicano le aree di attività magnetica solare associate a brillamenti ed espulsioni di massa coronale. Durante la fase decrescente del ciclo solare, l'aumento della velocità del vento solare è spesso associato a buchi coronali, che consentono alle particelle cariche di fuoriuscire lungo le linee aperte del campo magnetico.
Le aurore polari sono dovute alle particelle elettricamente cariche espulse dal Sole (vento solare) che interagiscono sui gas rarefatti dell'alta atmosfera. Le particelle, principalmente elettroni e protoni, vengono incanalate dal campo magnetico terrestre per scontrarsi con atomi e molecole di gas nell'alta atmosfera (termosfera/esosfera). Le collisioni eccitano così gli elettroni degli atomi di azoto e ossigeno, che poi decadono rilasciando radiazione elettromagnetica. Parte dell'energia viene così emessa sotto forma di fotoni di luce di diverse lunghezze d'onda. Le aurore polari sono più frequentemente osservate negli archi intorno ai poli magnetici – gli “ovali aurorali”.
Le espulsioni di massa coronale o i brillamenti solari possono aumentare temporaneamente il vento solare che raggiunge la magnetosfera terrestre, creando una tempesta geomagnetica. Durante tali eventi, l'ovale aurorale si allarga temporaneamente, consentendo di vedere le aurore da latitudini inferiori. Nell'emisfero settentrionale, l'aurora è conosciuta come "aurora boreale". Nell'emisfero australe, l'aurora è chiamata "aurora australe". La maggior parte della luce aurorale viene prodotta ad altezze comprese tra circa 90 km e 150 km, ma può originarsi a partire da 60 km e occasionalmente fino a 1 000 km o più.
La luminosità delle aurore polari è molto variabile. Può essere debole e appena visibile, oppure può essere paragonabile a quello delle nuvole illuminate dalla Luna piena e, occasionalmente, può essere molto più grande. La luminosità può essere stimata utilizzando la seguente scala:
- Debole, appena visibile e simile alla luminosità della Via Lattea, con una minima presenza di colore.
- Luminosità simile ai Cirrus illuminati dalla luna, può avere un leggero colore verdastro.
- Luminosità delle nuvole a bassa quota illuminate dalla luna, con colore evidente.
- Forte e abbastanza luminosa per leggere e proiettare ombre.
Aurora polare
Il colore delle aurore polari dipende dal particolare gas atmosferico che emette la luce, dal suo stato elettrico e dall'energia delle particelle solari. La luce aurorale più brillante e più comune è bianca con una sfumatura verdastra o giallo-verdastra, emessa dall'ossigeno atomico a circa 100 km dal suolo. Ad un'altitudine di circa 150 km, singoli atomi di ossigeno producono un bagliore rosso diffuso. La luce rosata sulle frange inferiori di archi e bande proviene dall'azoto atomico a partire da circa 60 km. L'azoto molecolare emette luce viola bluastra ai livelli più alti.
Le aurore polari mostrano diverse forme e strutture distinte. Queste possono essere classificate come segue:
- bagliore: un bagliore simile all'alba lungo l'orizzonte;
- macchie omogenee: macchie diffuse di luce aurorale senza confini distinti e senza una forma particolare;
- velo: una luce aurorale generale che copre la maggior parte del cielo, ma con poca struttura;
- arco omogeneo: un arco che si estende attraverso il cielo come un arco di luce uniformemente curvo, senza alcuna struttura di raggi verticali; c'è un bordo inferiore relativamente ben definito che è più chiaramente visibile rispetto al bordo superiore;
- banda omogenea: una banda attraverso il cielo senza la forma regolare di un arco e senza alcuna struttura a raggi verticali; il bordo inferiore risulterà più irregolare e meno definito di quello di un arco;
- raggi: raggi di luce aurorale verticale, come un raggio di un proiettore che si estende verso l'alto nel cielo; può presentarsi singolarmente, sparsi o in fasci;
- arco a raggiera: un arco con struttura a raggiera verticale; di solito mostra una moderata attività di piccoli movimenti e variazioni irregolari di luminosità;
- fascia raggiata: Una fascia con struttura a raggiera verticale; se i raggi sono lunghi può mostrare nodi e pieghe e assomigliare a una tenda o drappeggio che ondeggia nel cielo; in una manifestazione forte del fenomeno, possono essere presenti più bande;
- corona: raggi o altre forme in alto che convergono in un punto per formare una corona aurorale.
Quando durante un evento si hanno piccoli cambiamenti nella forma e nella luminosità, si dice che l'aurora è calma. Tuttavia, qualsiasi forma di aurora può "pulsare", se svanisce e riappare ritmicamente Un'aurora è tremolante (“flickering") quando mostra cambiamenti rapidi sottili ma irregolari. Un'aurora è fiammeggiante quando le onde di luce si muovono rapidamente verso l'alto, illuminando le forme esistenti. Un'aurora è fluente (streaming) quando mostra variazioni orizzontali irregolari, come un'area più luminosa che ondeggia orizzontalmente lungo una fascia.
