Nel 2016, fotografi del cielo in tutto il Canada iniziarono a condividere immagini di un sottile nastro di luce viola e bianca, convinti di aver catturato un raro tipo di aurora. Gli scienziati che studiarono le immagini furono inizialmente d'accordo, e lo spettacolo di luci ottenne un nuovo nome: STEVE. Alcuni anni di ricerca dopo, dovettero fare marcia indietro: il nastro viola non era affatto un'aurora, ma un fenomeno celeste distinto che si trova semplicemente accanto alle vere aurore nel cielo.
Quell'equivoco è un buon punto di partenza per capire cosa sia davvero un'aurora. Le tende luminose che la maggior parte delle persone chiama aurora boreale o australe nascono da uno scambio continuo tra il Sole e l'atmosfera terrestre, e si rivelano più antiche, più strane e più varie di quanto suggeriscano le foto da cartolina, con parenti su Giove e, a quanto pare, persino su stelle ben oltre il Sistema Solare.
Cosa fa brillare il cielo di rosso, verde e viola
Sulla Terra, gli spettacoli più intensi iniziano con le tempeste solari: le particelle cariche cadono nell'alta atmosfera, eccitano i gas presenti e innescano un bagliore rosso, verde e viola. Il colore dominante dipende dall'altitudine. Il rosso compare più in alto, dove gli atomi di ossigeno sono scarsi e l'occhio umano è meno sensibile a quella lunghezza d'onda, per cui un'aurora rossa diventa visibile solo quando l'attività solare è abbastanza forte da compensare entrambi i problemi contemporaneamente.
Questa dipendenza dall'altitudine spiega perché la stessa tempesta possa apparire completamente diversa da una notte all'altra. Spiega anche perché gli spettacoli più rossi finiscano sui titoli dei giornali: una tenda debole non fa notizia, ma un cielo che diventa visibilmente rosso è il segno che sta accadendo qualcosa di insolito lassù.
La zona aurorale non è dove ve la immaginereste
Le aurore si osservano più affidabilmente non ai poli stessi, ma in un anello che li circonda: una fascia larga circa 6 gradi di latitudine, di circa 660 km, centrata intorno ai 67 gradi nord e sud. Quella fascia si trova ben lontana dal polo geografico, motivo per cui i posti migliori per ammirare le luci sono le città artiche a sud del polo, non il polo stesso.
In condizioni normali, l'aurora resta confinata a quella fascia. Durante l'evento di Carrington, ricordato come la più grande tempesta geomagnetica mai osservata, le regole saltarono completamente: le aurore furono avvistate persino ai tropici, ben lontano da dove sono normalmente visibili.
Un impostore di nome Steve
La storia di STEVE ricorda che anche i cieli più studiati possono ancora sorprendere gli astronomi professionisti. Quando il nastro viola e bianco fu portato per la prima volta all'attenzione degli scienziati nel 2016, venne archiviato come un tipo di aurora appena notato, un equivoco comprensibile, dato che compariva negli stessi cieli delle vere aurore. Ricerche successive cambiarono la diagnosi: i flussi di luce che compongono STEVE derivano da un meccanismo del tutto diverso e, dopo tutto, non appartengono alla famiglia delle aurore.
Districare la questione richiese ulteriori ricerche che confrontarono il comportamento di STEVE con il funzionamento delle vere aurore, e i due semplicemente non coincidevano. Quella che sembrava essere solo un'altra varietà aurorale si rivelò essere un fenomeno a sé stante, non correlato, che era semplicemente passato inosservato finché i fotografi amatoriali non iniziarono a condividerne le immagini.
Il retroacronimo nato da un cespuglio dei cartoni animati
Il soprannome ha un'origine insolitamente buffa. Gli scienziati cittadini che per primi avvistarono lo strano spettacolo di luci sopra il Canada lo battezzarono ispirandosi a una battuta usa e getta: nel film d'animazione del 2006 Boscomatto (Over the Hedge), un gruppo di animali del bosco incontra una siepe sconosciuta e, non sapendo come altro chiamarla, decide di darle il nome Steve. I ricercatori delle aurore presero in prestito la battuta di sana pianta.
La fisica spaziale Elizabeth MacDonald, che lavora al Goddard Research Center della NASA e ha fondato la prima rete di scienza partecipativa dedicata alle aurore, apprezzò il nome STEVE e in seguito fece costruire dal suo team un'etichetta dal suono scientifico intorno ad esso: STEVE, ovvero Strong Thermal Emission Velocity Enhancement. L'acronimo fu costruito per adattarsi a un nome che gli scienziati cittadini avevano già scelto, con la burocrazia che rincorreva la battuta e non il contrario.
In modo un po' confuso, STEVE a volte viaggia insieme a un compagno che è davvero un'aurora. Una struttura verde che a volte compare accanto alla striscia viola di STEVE si comporta come una normale luce aurorale, anche se il nastro viola proprio accanto ad essa non lo fa, il che significa che un singolo avvistamento può contenere fianco a fianco un'aurora autentica e un impostore.
Gli scienziati cittadini continuano a scoprire nuove forme
STEVE non è l'unica sorpresa aurorale arrivata da osservatori dilettanti anziché da una missione di ricerca professionale. Lavorando insieme a ricercatori spaziali universitari, un gruppo di fotografi amatoriali finlandesi scoprì una forma aurorale del tutto nuova, mai catalogata in precedenza.
I ricercatori descrivono ogni forma aurorale distinta come una sorta di impronta digitale, tipica di un particolare fenomeno all'interno della zona aurorale. Questa impostazione aiuta a spiegare perché una fotografia amatoriale possa comunque essere una scoperta: ciò che sembra una variazione minore a un osservatore occasionale può in realtà rivelarsi la firma di un meccanismo che nessuno aveva mai documentato prima.
Uno spettacolo di luci su Giove che non dorme mai
Le aurore terrestri sono impressionanti, ma quelle di Giove le ridimensionano. Sono enormi e, in più, gli spettacoli di luci di Giove concentrano centinaia di volte più energia di qualsiasi cosa la Terra abbia mai prodotto e, a differenza di quelle terrestri, non cessano mai.
Parte della ragione è che Giove ha una seconda fonte di energia che la Terra non ha. Oltre alle particelle cariche che arrivano con il vento solare, le aurore di Giove vengono alimentate dalle particelle scagliate nello spazio dalla sua luna Io, i cui vulcani sono grandi e numerosi abbastanza da continuare a rifornire l'ambiente magnetico del pianeta con materiale fresco. La Terra non ha nelle vicinanze una luna come Io, il che aiuta a spiegare perché le sue aurore non funzionino in modo continuo come quelle di Giove.
Aurore ben oltre la Terra
Il concetto di aurora non si ferma nemmeno ai confini del Sistema Solare. Nel luglio 2015, gli astronomi riportarono la prima rilevazione in assoluto di un'aurora al di fuori del Sistema Solare, individuata intorno alla nana bruna LSR J1835+3259. Trovare un'aurora lì suggerisce che la ricetta di base dietro l'aurora boreale terrestre, un campo magnetico che intercetta un flusso di particelle cariche, si verifichi anche su oggetti ben lontani da qualsiasi pianeta familiare.
Scritte nei cieli antichi
L'aurora è uno dei più antichi fenomeni naturali mai registrati. La più antica testimonianza scritta databile appare negli Annali di Bambù, una cronaca dell'antica Cina, datata al 977 o 957 a.C., secoli prima che la maggior parte degli eventi che consideriamo "storia antica" venisse mai messa per iscritto. Una raffigurazione forse ancora più antica potrebbe sopravvivere nelle pitture rupestri cromagnoidi del nord della Spagna, datate intorno al 30.000 a.C., anche se attribuire un'opera d'arte preistorica a un evento specifico è inevitabilmente meno certo della lettura di una cronaca datata.
Anche gli antichi documenti riscrivono di tanto in tanto il quadro moderno. Un diario giapponese del 1770 che descrive le aurore sopra Kyoto, riscoperto nel 2017, ha suggerito che la tempesta responsabile potrebbe essere stata circa il 7% più forte dell'evento di Carrington, la stessa tempesta la cui portata, capace di interrompere il telegrafo, viene solitamente considerata il limite massimo di quanto possa essere estrema una tempesta geomagnetica. Se quel confronto dovesse reggere, il primato per la tempesta più intensa mai registrata potrebbe non appartenere alla tempesta a cui la maggior parte delle persone lo attribuisce.