Cosa c’è dietro la danza delle luci in cielo

Nelle notti limpide delle regioni polari, il cielo può trasformarsi in un teatro di luci che danzano lentamente sopra l’orizzonte. Queste manifestazioni, chiamate aurore boreali nell’emisfero nord e aurore australi nell’emisfero sud, hanno affascinato e intimorito l’umanità per millenni e sono il risultato di un dialogo invisibile tra il Sole e il campo magnetico della Terra.

Il Sole, come tutte le stelle, è costituito da plasma in continuo movimento. Periodicamente il Sole rilascia grandi quantità di particelle cariche, cioè elettroni e ioni, in quello che viene chiamato vento solare. Durante esplosioni più intense, come le eruzioni solari e le espulsioni di massa coronale, il flusso di particelle e campi magnetici può aumentare drasticamente. Quando questo flusso raggiunge la Terra, incontra il campo magnetico terrestre, che devia la maggior parte delle particelle. Alcune vengono guidate verso le regioni polari lungo le linee del campo magnetico e raggiungono l’alta atmosfera, in particolare la ionosfera, a decine o centinaia di chilometri di quota.

Le aurore sono la conseguenza delle collisioni tra le particelle solari ad alta energia e gli atomi e molecole dell’atmosfera terrestre, principalmente ossigeno e azoto. Quando una particella carica colpisce un atomo, trasferisce energia che “eccita” l’atomo: gli elettroni interni salgono a livelli energetici superiori. Dopo un brevissimo intervallo, l’atomo ritorna al suo stato di equilibrio emettendo quell’energia in forma di luce. Diversi gas e diversi livelli energetici producono colori differenti. Il verde è il colore più comune, prodotto dall’ossigeno a circa 100–200 chilometri di altitudine; anche il blu è prodotto a un’altitudine simile ma dalle molecole di azoto; il rosso è prodotto dall’ossigeno ad altitudini maggiori di 200 chilometri; il rosa è prodotto dalle molecole di azoto a un’altitudine inferiore ai 100 chilometri.

Le aurore polari possono apparire come archi stabili, tende ondulate che sventolano, fiocchi o spirali che sembrano muoversi nel cielo. Queste forme riflettono la complessa dinamica del campo magnetico e del flusso di particelle: instabilità magnetiche, correnti elettriche nella magnetosfera e variazioni del vento solare si traducono in modelli luminosi diversi. Il motivo per cui appaiono solitamente vicino ai poli è perché il campo magnetico terrestre a dirige le particelle verso quelle regioni: le linee del campo entrano ed escono dai poli terrestri, che sono poli magnetici. Tuttavia, durante tempeste solari particolarmente forti, è possibile vedere le aurore anche in regioni temperate.

In immagine: l’aurora australe durante un evento solare il 5 giugno 2026. La foto è stata scattata dalla Stazione Spaziale Internazionale mentre orbitava sopra l’Oceano Indiano a sud-ovest di Perth, in Australia. Crediti: NASA/Jessica Meir