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Durante algunos años, una rara aurora boreal observada en zonas del norte de Europa ha desconcertado a los expertos. El nuevo fenómeno fue nombrado ‘dunas’ por su forma ovalada, pero el proceso que explica su formación no ha sido descubierto hasta ahora.
Las observaciones realizadas por investigadores de la Universidad de Helsinki aumentaron la validez de un mecanismo especulativo según el cual se ha descrito el nuevo tipo de aurora boreal llamada 'dunas'. En el nuevo estudio, se compararon fotografías del fenómeno tomadas por un grupo internacional de aficionados en Finlandia, Noruega y Escocia con datos satelitales simultáneos.
Este tipo raro de aurora boreal se vio en el cielo el 20 de enero de 2016 y se registró en fotografías tomadas por varios aficionados.
"Las dunas se vieron durante casi cuatro horas en un área muy extensa, con un patrón que se extiende aproximadamente 1.500 kilómetros de este a oeste y unos 400 kilómetros de norte a sur", dice en un comunicado el investigador postdoctoral Maxime Grandin del Centro de Excelencia en Investigación de Sostenibilidad Espacio coordinado por la Universidad de Helsinki.
Se recopiló material fotográfico y de video útil en estrecha cooperación con los aficionados finlandeses a la aurora boreal, utilizando tanto Internet como las redes sociales. Entre otras cosas, se encontró un video de lapso de tiempo filmado en la noche en cuestión por un aficionado escocés. El video se utilizó para estimar la velocidad de propagación de las dunas a más de 200 metros por segundo.
El estudio fue publicado en la estimada revista AGU Advances.
Las auroras boreales nacen cuando las partículas cargadas expulsadas por el Sol, como los electrones, chocan con los átomos de oxígeno y las moléculas de nitrógeno en la atmósfera terrestre. La colisión excita momentáneamente a las especies atmosféricas, y esta excitación se libera en forma de luz.
La nueva forma auroral llamada dunas es relativamente rara y su supuesto origen es peculiar. "Las diferencias de brillo dentro de las ondas de las dunas parecen ser causadas por el aumento de la densidad de los átomos de oxígeno atmosférico", dice la profesora Minna Palmroth.
Hace un año, investigadores del Centro de Excelencia en Investigación del Espacio Sostenible concluyeron que la forma de duna del nuevo tipo de emisión de auroras podría ser causada por concentraciones de oxígeno atmosférico. Se supone que esta mayor densidad de átomos de oxígeno es provocada por una onda atmosférica conocida como perforación mesosférica que viaja horizontalmente dentro de una guía de ondas establecida en la atmósfera superior.
Esta inusual guía de ondas se crea entre el límite de la capa atmosférica conocida como mesosfera, que se llama mesopausia, y una capa de inversión que se forma intermitentemente por debajo de la mesopausia. Esto permite que las ondas de cierta longitud de onda viajen largas distancias a través del canal sin hundirse.
La precipitación de electrones y las observaciones de temperatura realizadas en el estudio recientemente publicado respaldaron las interpretaciones de los orígenes de las dunas realizadas un año antes. Se realizó una observación independiente del canal de olas que aparece en el área de las dunas, pero aún no hay datos de observación para el propio pozo mesosférico.
"A continuación, buscaremos observaciones del orificio mesosférico en la guía de ondas", dice Maxime Grandin.
Según los datos de observación, la precipitación de electrones se produjo en el área donde aparecieron las dunas el 20 de enero de 2016. Por lo tanto, es muy probable que estuvieran involucrados electrones con la energía adecuada para producir emisiones aurorales a una altitud de aproximadamente 100 kilómetros. Las observaciones fueron recopiladas por el instrumento SSUSI transportado por un satélite DMSP, que mide, entre otras cosas, la precipitación de electrones.
En la noche en cuestión, hubo una capa de inversión de temperatura excepcionalmente fuerte en la mesosfera, o una barrera generada por capas de aire con diferentes temperaturas. La capa de inversión asociada a los orígenes del canal de ondas se midió con el instrumento SABRE transportado por el satélite TIMED. La observación apoya la hipótesis según la cual la forma auroral se origina en áreas de mayor densidad de oxígeno que ocurren en la guía de ondas de la atmósfera superior.