Documentos de la Etiqueta: núcleo

¿Auroras boreales en la península Ibérica?

Esta entrada del blog surgió por un comentario de mi suegra, Pilar, sobre unas luces de colores que vio en el cielo una noche en Soria, cuando era pequeña y que su madre, Geni, le había dicho que eran auroras boreales.

¿Cómo? ¿Auroras boreales en la península Ibérica? Sí, es posible aunque raro, ya que no podemos observarlas con tanta frecuencia como nuestros vecinos de latitudes más altas, como Escandinavia o Rusia.

Gracias a entusiastas de las auroras, como Àlex Roca, podemos disfrutar de fotografías de auroras boreales en la península Ibérica, como las que vemos a continuación

20nov03_hortoneda5

Fotografía de Àlex Roca. Aurora boreal en Hortoneda (Lleida), 20 noviembre de 2003

20nov03_hortoneda7

Fotografía de Àlex Roca. Aurora boreal en Hortoneda (Lleida), 20 noviembre de 2003

¿Y por qué se forman las auroras boreales? Hay 3 ingredientes básicos:

1.- VIENTO SOLAR.

Lo forman partículas cargadas (protones, electrones y núcleos de Helio) que salen del Sol a gran velocidad (¡salen recorriendo 400 km en un segundo!) y en todas direcciones. Pero de todas estas partículas, para formar auroras, sólo nos interesan las que viajan en dirección a la Tierra.

Además, si queremos ver auroras en la península Ibérica (sobre ellas ha escrito artículos muy interesantes Jose M. Vaquero, profesor en la universidad de Extremadura) no es suficiente con un viento solar mediocre: necesitamos enormes cantidades de partículas que el Sol expulsa con gran violencia («Coronal Mass Ejections» CMEs) cuando se producen fuertes tormentas solares (en la superficie del Sol aparecen zonas donde se crean intensos campos magnéticos que se retuercen, creando lazos que salen y regresan a la superficie).

Es mejor apreciar la grandiosidad de estas expulsiones con imágenes reales de la misión internacional SOHO (Solar & Heliospheric Observatory), en la que colaboran la ESA y la NASA.

cme_8january_2002_suncombo1_prev

Imagen real de enormes emisiones de masa de la corona solar del 8 de enero de 2002, SOHO

2.- CAMPO MAGNÉTICO DE LA TIERRA.

La Tierra es como un enorme imán, y el campo magnético que crea a su alrededor, impide que el viento solar continúe su camino directo hacia la Tierra: lo desvía y lo obliga a rodear la Tierra a lo largo de una especie de escudo protector que la envuelve y que se alarga en una cola en la parte opuesta al Sol (es decir, en el lado de la Tierra donde es de noche).

sunearth_lg_solarscience_msfc_nasa_gov

Representación artística de la magnetosfera. Solar Physics, NASA

Este escudo protector, que se llama magnetosfera, le va robando energía al viento solar y cuando ya ha acumulado bastante, empieza a acelerar electrones (de la magnetosfera, no del viento solar) que consiguen entrar por los polos del imán de la Tierra.

3.- ATMÓSFERA DE LA TIERRA.

Los electrones de la magnetosfera infiltrados en la atmósfera terrestre, empiezan a chocar con moléculas de oxígeno y nitrógeno del aire, y les transfieren energía. Cuando el oxígeno y el nitrógeno recuperan su estado «normal», la energía sobrante la liberan en forma de LUZ ¡y estas luces son las buscadas AURORAS boreales (o australes, si estuviéramos en el hemisferio sur)!

Por cierto, los distintos colores de las auroras dependen de la cantidad de energía puesta en juego en los choques, aunque, básicamente, el oxígeno produce los colores verde y rojo, y el nitrógeno, el azul.

Disfrutemos del siguiente vídeo, adaptado a los niños (y no tan niños).

Si quieres saber más, curiosea en la NASA (en inglés).

También puedes construir tu propia aurora con un simulador.

Dentro del núcleo, ¿hay algo?

Sí, dentro del núcleo de cada átomo, descubrimos más cosas. El átomo es como una matrioska o muñeca rusa: dentro de cada muñeca hueca, vamos encontrando muñecas aún más pequeñas.nucleoDentro del átomo (que imaginábamos como un campo de fútbol), fijémonos qué hay dentro del núcleo (aquella canica pequeña que había en el centro del campo), y vemos que hay bolitas apelotonadas, que resultan ser de dos tipos, y que llamamos protones y neutrones.

Son muy parecidos entre sí, casi 2000 veces más pesados que los electrones, aunque los neutrones son un pelín más gorditos. Para hacernos una idea de la diferencia de peso, podemos imaginar que si el electrón pesara lo mismo que un bebé al nacer, ¡el protón sería tan pesado como un elefante! Esto implica que casi toda la masa del átomo (95%) está concentrada en su minúsculo núcleo.

masa-electron-proton_neutron

Otra diferencia llamativa es que los protones tienen carga eléctrica, la misma que la de los electrones pero de signo contrario; sin embargo los neutrones, como su nombre indica, son neutros, no tienen carga.

Hay algo muy interesante: contamos el número de protones que hay dentro del núcleo, y resulta que cada átomo del mismo elemento de la tabla periódica (cada pieza de lego de la misma familia), tiene el mismo número de protones. Este número, es lo que diferencia a los distintos elementos, y se conoce como «número atómico Z«.

Pero…aún no hemos acabado: Si fisgoneamos dentro de los protones y neutrones, descubriremos más cosas. Pero esto lo dejamos para otro momento.

¿Y qué hay dentro de un átomo?

campo-de-futbol-nuevo3

Si nos asomamos dentro del átomo (dentro de cada una de las piezas de lego que forman la materia) usando una gran lupa (1), vemos que casi todo está vacío. ¿Pero cómo?, ¿no había más cosas dentro del átomo? Sí, por eso hemos dicho “casi”, así que para ver algo más que vacío, tendremos que coger una lupa muchísimo más grande.

Para entenderlo mejor, vamos a imaginar que el átomo es tan grande como un campo de fútbol. Entramos y está vacío. Pero como hemos dicho que tiene que haber algo dentro, decidimos buscar y buscar, y encontramos justo en el centro… ¡una canica!, eso es el núcleo del átomo, así de pequeño es en relación al átomo.

Pero no hemos acabado, hay algo más: hay un revoloteo de mosquitos por todo el campo, que no llegamos a localizar exactamente dónde están, pero que los sentimos zumbando de un lado a otro. Esos mosquitos son los electrones.

¡Increíble! Entonces la materia está formada por 100 grupos de pequeñas piezas de lego, los átomos, que resultan estar casi vacíos, salvo una nube de partículas diminutas, los electrones, revoloteando a sus anchas por todo ese espacio del que disponen dentro del átomo, y un núcleo pequeñísimo en el centro.

Los electrones ya no se pueden dividir más, son lo que se llaman partículas elementales. Sin embargo, si miramos dentro del núcleo (a través de la canica que encontramos en el campo de fútbol) vemos que hay más cosas. Pero sobre esto, hablaremos otro día.

¿Qué es un átomo?

lego-atomos

Si queremos saber qué es un átomo, vamos a centrarnos en todas las cosas que nos rodean y que conocemos: nosotros los humanos, las plantas, la tierra, el aire que respiramos, y también, los meteoritos, la luna… y a todo esto le vamos a llamar materia.

Pues bien, resulta que toda la materia está construida a partir de unas 100  familias de piezas básicas llamadas elementos, sí, los famosos elementos de la tabla periódica.

Es como si todo lo que está hecho de materia fueran construcciones de lego, donde las piezas de la misma familia son piezas iguales (1) del mismo elemento, y cada pieza es un átomo. Y lo curioso es que sólo necesitamos alrededor de 100 familias de átomos para construir toda la materia de la que estamos hechos.

Pero miremos dentro del átomo, dentro de cada una de esas piezas del lego de la materia ¿qué vemos? Sí, dentro hay cosas todavía más pequeñas, veámoslas. Dentro hay partículas. Pero esta es otra historia que contaremos otro día.

(1) algunas son un poco diferentes, pero sólo un poco, y se conocen como isótopos.