19 maggio 2013
ore 7:35
di Manuel Mazzoleni
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 Per tutti
Aurore verdi
Aurore verdi
Come in molti sanno le Aurore sono manifestazione causate dall'interazione del vento solare con gli atomi e gli ioni presenti in atmosfera. Le particelle ad alta energia provenienti dal sole interagendo con le molecole presenti in atmosfera, portano gli atomi ad uno stato di eccitamento.  Quest'ultimi ritornano nel loro stato base emettendo fotoni e quindi radiazione a differenti lunghezze d'onda. Proprio questa differenza è alla base di diversi colori delle Aurore.  

In poche parole il colore delle Aurore dipende dalla lunghezza d'onda della luce emessa che è determinata degli elementi che sono presenti in atmosfera, dai lori stati elettronici, dalla loro altezza e dall'energia delle particelle che li colpiscono.

In atmosfera gli elementi predominanti sono l'Ossigeno e l'Azoto. Sappiamo che l'Ossigeno se eccitato ritorna nel suo stato naturale emettendo principalmente due colori: il Verde (lunghezza d'onda di 557.7 nm) ed il Rosso (630,0 nm), mentre l'Azoto emette color Blu, Viola e Rosso.
 


Analizzando l'atmosfera Ossigeno è l'elemento più abbondante ad altitudini superiori a 300 km, ove le pressioni e le concentrazioni sono però assai basse. A queste altitudini quando una molecola di ossigeno viene eccitata impiega meno di un secondo ad emettere un fotone verde mentre può impiegare anche 2 minuti ad emetterne uno rosso. Data la scarsa concentrazione le collisioni tra atomi e molecole sono in genere molto basse pertanto l'ossigeno ha tutto il tempo di emettere il fotone di colore rosso, dando origine a rare aurore rosse.  

Man mano che scendiamo nell'atmosfera la densità delle molecole aumenta e quindi le collisioni con gli atomi vengono via via più frequenti. A poco a poco le emissioni di fotoni rossi si attenuano sino a divenire quasi nulle.  


Ad altitudini tra i 180 km (112 miglia) a 300 km (186 miglia), i brillamenti di colore giallo-verdi, i più frequenti nelle aurore, sono prodotte dalle combinazioni dei fotoni verdi emessi dall'ossigeno ed i fotoni blu e rosso emessi dall'azoto. Ricordiamo infatti che a queste altitudini, l'ossigeno perde la sua capacità di emettere fotoni rossi. 
 

Sotto i 120 km (74 miglia) le emissioni di luce blu da parte dell'azoto ionizzato e rosso da parte dell'azoto eccitato creano il bordo rosso porpora intenso delle aurore. A queste altitudini inferiori gli atomi di ossigeno non hanno la possibilità di emettere né verde né luce rossa.
Rare aurore rosse
Rare aurore rosse
Spettro emissione dell'Ossigeno
Spettro emissione dell'Ossigeno
Spettri emissione dell'Azoto
Spettri emissione dell'Azoto

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