¿Por qué las auroras son verdes abajo y rojas arriba?

En una aurora, los colores se reparten por alturas

Una aurora brilla cuando partículas que llegan desde el espacio chocan con los gases de la atmósfera y les dejan energía extra, que los gases devuelven en forma de luz. La NASA resume el resultado así: el color depende del tipo de gas que recibe el golpe y de la altura a la que está[5].

Lo más frecuente es una cortina verde. El rojo aparece por encima, y el borde de abajo puede verse rosado o púrpura[2][5]. Las cifras exactas de altura cambian de una fuente a otra, así que aquí las tomamos solo como orden de magnitud: el verde ronda los cien y pocos cientos de kilómetros, y el rojo empieza más arriba, desde unos 150 a 300 kilómetros según quién lo mida[3][4][2].

Falta explicar por qué un mismo gas pinta de verde a una altura y de rojo a otra.

El verde y el rojo los emite el mismo gas: el oxígeno

Mucha gente supone que cada color viene de un gas distinto. El Centro Aeroespacial Alemán (DLR) aclara que no es así: la aurora verde y la roja nacen del oxígeno atómico, solo que en dos estados de excitación diferentes[4].

Un átomo «excitado» es uno que ha recibido energía y la suelta después como luz. El oxígeno puede estar excitado de dos maneras, y cada una libera un color: el verde tiene una longitud de onda de 557,7 nanómetros, y el rojo, un tono rojo intenso, sale de otro estado[2]. Con los mismos átomos y el mismo golpe, el color depende de cuál de los dos estados haya quedado activado.

El oxígeno rojo espera casi dos minutos antes de brillar; el verde, solo un segundo

La diferencia entre los dos estados es el tiempo que el átomo aguanta excitado antes de emitir su luz. El estado verde dura alrededor de un segundo, y el rojo, de unos 110 a más de 150 segundos según la fuente[3][4][2]. Los números exactos varían un poco, pero el orden de magnitud coincide.

Es decir, el átomo «rojo» espera más de cien veces más que el «verde». En el mundo de los átomos, casi dos minutos son una eternidad, y durante ese tiempo pueden pasar muchas cosas.

Abajo, el aire es tan denso que los choques apagan el rojo antes de que brille

Lo que puede pasar es un choque. Si el átomo excitado golpea a otro átomo o molécula antes de emitir luz, pierde la energía sin hacer luz. Los físicos lo llaman «apagado por colisión». NOAA lo describe así: a menos de unos 300 kilómetros, el oxígeno en estado rojo puede chocar con otras partículas antes de emitir, y por eso el rojo queda limitado a las zonas más altas, donde la atmósfera es más tenue[2].

Atmospheric Optics pone un número a esa diferencia: a unos 100 kilómetros de altura, cada átomo de oxígeno sufre del orden de 500 choques por segundo, de modo que cualquier excitación desaparece enseguida; a 200 kilómetros las partículas recorren varios kilómetros entre choque y choque[3]. Con tantos choques por segundo, aguantar 110 segundos sin que nada te toque es prácticamente imposible.

Una forma de imaginarlo, y solo eso: imagina que alguien lleva una taza llena de agua durante dos minutos. En un pasillo abarrotado, un empujón haría derramarla. En un campo vacío, llega con la taza llena. Lo que se «derrama» en el átomo no es agua, sino la energía que habría salido como luz roja.

Eso responde a la pregunta del título: en la parte baja de la cortina el verde, que sale rápido, se ve con más facilidad, y el rojo aparece sobre todo en la parte alta, donde casi no hay con qué chocar.

El borde de abajo, rosado o púrpura, viene del nitrógeno

Con el oxígeno no se acaba la lista. NOAA y Atmospheric Optics atribuyen el borde inferior púrpura o rojo violáceo de las auroras intensas al nitrógeno molecular[2][3]. El DLR añade que las moléculas de nitrógeno excitadas producen los azules, violetas y rosados, más raros que el verde y el rojo[4].

Así, de abajo arriba, queda un orden que se repite en muchas fotos: un borde rosado o violeta (nitrógeno), un centro verde (oxígeno rápido) y una corona roja (oxígeno lento). Las fuentes dan alturas distintas para el borde, así que no conviene aprender ninguna cifra de memoria.

Qué sabemos, y qué no, del cielo rojo de México en mayo de 2024

Volvamos a la noche de mayo de 2024. La UNAM informa de una tormenta geomagnética que fue la más intensa desde 2003 y que duró más de 39 horas, con auroras rojas y verdes vistas en lugares como Michoacán, Querétaro y la Ciudad de México[1].

La nota de la UNAM no explica por qué esa noche se vio rojo, y las otras fuentes tampoco hablan de ese caso. Lo que sí dicen es que el rojo solo se forma muy arriba, donde el aire es tenue[2][4]. Con eso se puede esperar que lo rojo de esas fotos viniera de las capas altas, pero esta es una conclusión nuestra a partir de lo anterior, no algo que las fuentes afirmen sobre esa noche.

Cómo comprobar el orden de los colores en fotos de auroras

Esto se puede hacer en casa, sin salir. Busca varias fotos de auroras en la web de la NASA o de otra institución científica y, para cada una, anota de abajo arriba qué colores ves. ¿Se cumple el orden «borde rosado, centro verde, arriba rojo»? ¿Hay fotos donde solo se ve verde o solo rojo? Si algunas muestran el cielo entero, fíjate también en qué país o latitud se tomaron.

Si quieres comparar cifras, abre dos de las fuentes de abajo y escribe cada altura y cada tiempo de espera en una tabla. Verás por ti mismo cuánto varían.

Fuentes consultadas

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