I colori dell'aurora boreale e da dove vengono

Un'insegna al neon alta cento chilometri

Il principio è quello di un tubo al neon. Elettroni veloci provenienti dalla magnetosfera urtano gli atomi dell'alta atmosfera e li portano in uno stato eccitato; tornando allo stato normale, gli atomi emettono luce di una lunghezza d'onda precisa. Ogni gas ha la sua «tinta», e la quota decide quale gas e quale emissione prevalgono.

Per questo i colori dell'aurora non sono casuali e non dipendono dalla temperatura o dal Sole del giorno prima. Dipendono da chi viene colpito, a che altezza e con quanta energia.

Il verde: ossigeno tra 100 e 250 km

Il colore più comune è un verde brillante a 557,7 nanometri, emesso dall'ossigeno atomico. Si forma soprattutto tra 100 e 250 km di quota, dove l'aria è abbastanza rarefatta perché l'atomo eccitato abbia il tempo di emettere prima di urtare un vicino.

È anche il colore a cui l'occhio umano è più sensibile, ed è per questo che quasi tutte le aurore viste a Tromsø o in Lapponia vengono ricordate come verdi. Le cartoline, però, esagerano: con un'aurora di media intensità il verde a occhio nudo è pallido, quasi lattiginoso.

Il rosso: la quota alta, e il colore delle aurore italiane

Sopra i 200 km l'ossigeno emette soprattutto a 630 nanometri, un rosso cupo. Lì l'aria è così rarefatta che l'atomo può restare eccitato per quasi due minuti senza urti, il tempo necessario per questa emissione lenta. La luce è debole, ma copre volumi enormi.

Ora pensa alla Terra come a una palla. Durante una tempesta molto forte l'aurora si accende sopra la Germania o la Danimarca. Dall'Italia, a centinaia di chilometri di distanza, la curvatura terrestre nasconde la parte bassa e verde: resta visibile solo la cima rossa, sopra l'orizzonte nord.

È esattamente quello che è successo il 10–11 maggio 2024 e il 10 ottobre 2024, quando le foto dalle Dolomiti, dalla Pianura Padana e dal Centro mostravano cieli rossi e magenta. Ed è il motivo per cui la tempesta di fine ottobre 2003 è rimasta nella memoria come «l'aurora rossa».

Rosa, viola e blu: l'azoto

Durante le fasi più attive gli elettroni penetrano più in profondità, sotto i 100 km. Qui l'azoto molecolare emette nel rosso e nel blu-viola, e il bordo inferiore delle cortine aurorali diventa rosa o magenta. Quando le cortine si muovono veloci, questo orlo colorato sembra ondeggiare come il bordo di una tenda.

Il blu e il viola vengono soprattutto dall'azoto ionizzato e compaiono spesso nelle parti alte delle aurore illuminate dal Sole, quando la luce solare raggiunge l'alta atmosfera anche se a terra è già buio. Per questo li vedi più spesso nelle foto scattate a inizio o fine notte.

Perché la foto vede colori che tu non vedi

Al buio la retina lavora con i bastoncelli, molto sensibili ma ciechi ai colori. I coni, che distinguono i colori, si attivano solo sopra una certa intensità luminosa. Un'aurora debole arriva ai bastoncelli e non ai coni, quindi la vedi grigia o biancastra.

Il sensore della fotocamera, invece, accumula luce per diversi secondi e registra il colore anche dove l'occhio non ci arriva. I telefoni moderni con la modalità notte fanno lo stesso. Durante la tempesta di maggio 2024 molte persone in Italia hanno scoperto l'aurora guardando lo schermo: a occhio era un chiarore rosato, in foto un muro rosso.

Il rosso, poi, è doppiamente svantaggiato: l'occhio al buio è poco sensibile alle lunghezze d'onda lunghe. Quindi se in Italia vedi un rosso netto a occhio nudo, stai assistendo a un evento davvero intenso.

Colori rari e fenomeni che sembrano aurora

Se in foto vedi una sfumatura arancione vicino all'orizzonte, controlla prima di gridare all'aurora: spesso è inquinamento luminoso di una città lontana riflesso dalle nuvole basse.

• Giallo: non è un'emissione a sé, ma la somma di verde e rosso sovrapposti nella stessa direzione.
• Bianco: aurora debole vista a occhio nudo, oppure aurora così intensa da saturare la vista.
• STEVE: un nastro sottile viola-biancastro, spesso con strisce verdi a «staccionata». Non è un'aurora in senso stretto ma un flusso di gas caldo; è stato fotografato anche in Europa durante le tempeste del 2024.
• Arco SAR: un arco rosso uniforme e stabile, visibile in tempeste forti anche a latitudini medie. Alcune foto italiane del 2024 mostrano probabilmente archi di questo tipo.

Non solo colori: le forme

Chi va per la prima volta si concentra sul colore, ma l'aurora cambia soprattutto forma. Spesso la serata comincia con un arco quieto, una fascia pallida da est a ovest che può restare quasi immobile per un'ora. Poi l'arco si piega, si arriccia, si divide in cortine con raggi verticali che salgono verso lo zenit.

Durante un substorm, la fase esplosiva, le cortine si muovono in pochi secondi e il bordo inferiore si tinge di rosa. Se l'aurora passa sopra la tua testa vedrai la corona: raggi che convergono in un punto, come guardare dentro un ombrello aperto.

Verso la fine compare spesso l'aurora pulsante, chiazze lattiginose che si accendono e si spengono ogni pochi secondi. È debole, quasi bianca a occhio nudo, e molti la scambiano per nuvole. In foto ha un verde tenue e contorni sfumati.

Leggere un'aurora dai suoi colori

Con un po' di pratica il colore ti dice cosa sta succedendo. Un verde uniforme e stabile indica un'aurora moderata, da guardare con calma. Un orlo rosa che compare all'improvviso segnala che gli elettroni stanno arrivando più veloci e che la fase attiva è iniziata: è il momento di avere la fotocamera pronta.

Un rosso diffuso alto nel cielo sopra il verde, visibile in Lapponia, dice che la tempesta è forte. Se nello stesso momento dall'Italia arrivano foto rosse dall'orizzonte nord, sai che l'ovale si è allargato in modo eccezionale.

Domande frequenti

Perché in Italia l'aurora è rossa e in Norvegia verde? Perché da qui vediamo solo la parte più alta dell'aurora, sopra i 200 km, dove domina l'emissione rossa dell'ossigeno. La parte verde resta sotto il nostro orizzonte.

L'aurora rossa è più rara? A latitudini come la nostra sì, perché richiede tempeste molto forti. Sotto l'ovale si vedono riflessi rossi abbastanza spesso, sopra le cortine verdi.

Il colore indica la forza della tempesta? In parte. Un bordo rosa ben visibile e rapido indica elettroni energetici e una fase attiva; un rosso diffuso alle nostre latitudini indica un ovale molto allargato.

Le foto con colori saturissimi sono ritoccate? Spesso no: il sensore raccoglie molta più luce dell'occhio. Ma saturazione e contrasto spinti in post-produzione sono frequenti, quindi aspettati a occhio nudo qualcosa di più tenue.