Fisica e arte: l’aurora boreale nei dipinti

Spettacolo di commovente bellezza, l’aurora boreale è un panneggio di luce, una danza di colori, un sipario per l’universo.

Eppure dietro questa delicata meraviglia non c’è nessun artista ma solo un processo puramente fisico che avviene negli atomi di ossigeno dell’atmosfera quando vengono colpiti dagli elettroni del vento solare.

Vediamo di capire come funziona. Il Sole emette flussi di particelle (soprattutto elettroni e protoni) verso lo spazio circostante. Questi flussi, detti vento solare, viaggiano anche verso il nostro pianeta, ma il campo magnetico terrestre tende a deviarli proteggendoci con uno scudo invisibile.
Tuttavia, in corrispondenza dei poli magnetici, le particelle vengono attratte verso la terra interferendo con la zona più alta dell’atmosfera (a circa 2500 Km di altezza).

Ma scendiamo adesso alla scala degli atomi. Quando una particella del vento solare urta l’elettrone di un atomo di ossigeno, l’elettrone stesso viene eccitato, cioè caricato di energia, e salta al livello energetico superiore, verso l’esterno.
Un elettrone in queste condizioni è piuttosto instabile e tende a ritornare alle condizioni iniziali. Per farlo libera l’energia di cui si era caricato, sotto forma di radiazioni luminose. La lunghezza d’onda di queste onde elettromagnetiche è pari a 550 nm, grandezza che l’occhio umano percepisce come una luce verde, il colore prevalente delle aurore boreali.

Naturalmente, trattandosi di un meccanismo che avviene simmetricamente in entrambi i poli terrestri, sarebbe più corretto parlare di aurora boreale e aurora australe, o più semplicemente di aurore polari. Ma dato che quelle di cui ci occupiamo, cioè le aurore degli artisti, sono solo quelle dell’emisfero nord, possiamo parlare di aurore boreali senza far torto a nessuno.

Questo fenomeno, che raccontato così sembra un evento raro e misterioso, è in realtà quello che sta alla base del funzionamento dei tubi al neon (da non confondere con i tubi fluorescenti), cioè quelli che si usano per realizzare le insegne luminose o le opere concettuali.

In questo caso il flusso di elettroni è indotto tra due elettrodi alle estremità del tubo, ma poi all’interno accade la stessa cosa che avviene nell’atmosfera polare: gli atomi di neon vengono colpiti, i loro elettroni saltano nell’orbita successiva e rilasciano energia luminosa per tornare allo stato fondamentale. Se il gas del tubo è il neon la luce sarà arancione. Se è argon sarà viola e così via con gli altri gas nobili, ognuno con la sua specifica emissione spettrale.

Questo accade anche nell’atmosfera: se il vento solare colpisce atomi diversi dall’ossigeno, la luce emessa non sarà più verde ma gialla, rossa, viola e tutte le altre tonalità visibili nelle aurore boreali.

Nonostante l’origine scientifica delle aurore fosse stata già intuita da Galileo Galilei nel Seicento (è a lui che si deve il nome Aurora Boreale), queste affascinanti manifestazioni della natura sono state vissute nel corso dei secoli in un’ottica negativa (come tanti altri fenomeni astronomici).
Considerate di malaugurio, sono state rappresentate più che altro come memoria storica. Queste incisioni, ad esempio, riguardano l’eccezionale aurora che si è manifestata nel sud della Germania nel 1591.

Solo nell’Ottocento iniziano a comparire nella pittura di paesaggio come grandi spettacoli della natura. Naturalmente neanche i pittori dell’epoca avevano una vaga idea della ionizzazione dell’atmosfera. Poco male: con la loro capacità di osservazione sono riusciti a raffigurare quel magico fenomeno con un’attenzione scientifica alle forme e ai colori.

Molti dipinti sono realizzati da pittori statunitensi che hanno osservato l’aurora dai territori del nord America. Frederic Church (1826-1900) ne lascia un’immagine di grande suggestione realizzata nel 1865.

Spettacolare anche quella di Howard Russell Butler (1856-1934) osservata dallo stato del Maine e dipinta nel 1919.

Più eteree e numerose sono le versioni di Sydney Laurence (1865-1940), pittore paesaggista dell’Alaska.

È molto prolifico anche il canadese Tom Thomson (1877-1917). D’altra parte quando un artista vive in territori con paesaggi estremi non può che farne la sua prima fonte di ispirazione.

Passando all’Europa, una delle rappresentazioni pittoriche più antiche è quella del danese Jens Juel (1745-1802), un paesaggista ante litteram che ha colto quei veli di luce nel buio della notte artica intorno al 1790.

Poi è il turno del francese François-Auguste Biard (1799-1882). La sua versione, risalente al 1841, è stata dipinta nel fiordo norvegese Magdalene, in una delle isole Svalbard.

Particolarmente sorprendente anche la versione del norvegese Peder Balke (1804-1887) dipinta intorno al 1879. Per ottenere le strisce luminose del cielo ha raschiato il colore facendo apparire il tono chiaro sottostante. Stessa operazione per creare la distesa del mare.

È norvegese anche Frants Diderik Bøe (1820-1891), autore di un’immagine dell’aurora boreale che splende dietro uno sciatore sami, in mezzo alle renne.

L’olandese Louis Apol (1850-1936) è arrivato fino all’arcipelago russo di Novaja Zemlja dove ha dipinto un veliero sotto l’aurora boreale.

Del russo Konstantin Korovin (1861-1939) c’è una bella versione dell’aurora ad Hammerfest, in Norvegia. A differenza degli altri lui ha colto le luci del nord tra le case e il porto.

L’aurora della svedese Anna Boberg (1864-1935), invece, si irradia verso l’alto come un’esplosione iridescente.

Sempre in Europa si può osservare l’opera del danese Harald Moltke (1871-1960), pittore cher partecipò a diverse spedizioni in Islanda e Lapponia.

Ma com’è possibile rendere la luminosità dell’aurora boreale usando solo i pigmenti? I colori non emettono luce propria, dunque gli artisti devono trovare uno stratagemma per suggerire un’emissione di luce anche dove fisicamente non c’è.
Prendiamo una delle tante aurore di Sydney Laurence. Osservamo la gamma cromatica: i colori usati vanno dal verde acquamarina fino al nero.

Il verdino, che visto nel tassello non appare poi così chiaro, sembra luminosissimo perché è circondato da toni molto più scuri.
D’altra parte sappiamo che la nostra percezione dei colori non è assoluta, ma relativa. Percepiamo la luminosità di un colore in rapporto a quella delle tinte adiacenti. Tant’è vero che se nel dipinto schiarisco solo i toni scuri, quella luce aurorale sembra spegnersi completamente.

Anche cambiando il linguaggio pittorico, il trucco è sempre quello.

Altri esempi, come al solito, sono raccolti su Pinterest. Ci sono incisioni, cartoline, poster, ex libris, senz’altro molto belli. E però sono certa che non possano rendere neanche un decimo dello spettacolo reale: l’aurora andrebbe vista dal vero.
Io la metto nella lista dei desideri, sperando di resistere alle temperature nordiche!