Las auroras polares son fenómenos luminosos de la alta atmósfera que se deben a la entrada de partículas del viento solar (principalmente electrones), por las líneas del campo magnético terrestre, que excitan los átomos y las moléculas del aire produciendo luz en el proceso. El color de la luz que se observa depende del tipo de partículas que son excitadas y de la altitud a la que se estas encuentran (verde y rojo para oxígeno, rosa para nitrógeno y azul-morado para hidrógeno y helio). Estos fenómenos generalmente ocurren cerca de los polos magnéticos de la Tierra donde las líneas del campo magnético de nuestro planeta son casi verticales, lo que facilita el ingreso de las partículas de origen solar, por esto se les llama “auroras polares”. Aquellas que ocurren en los alrededores del polo norte se les llama “auroras boreales” y a las que ocurren cerca del polo sur se les conoce como “auroras australes”.
Las auroras polares ocurren en una zona específica alrededor del polo magnético que se conoce como óvalo auroral (ver figura). La posición de este depende de la presión que el viento solar ejerza sobre el campo magnético terrestre. A mayor presión, el óvalo auroral se mueve a latitudes mas bajas. Un ejemplo de esto ocurrió el 14 de noviembre de 1789: el óvalo auroral se movió a latitudes tan bajas como las de México -algo que raramente ocurre- y se observó un aurora roja. De acuerdo a datos históricos, la aurora observada en el horizonte del norte, se apreció desde San Luis Potosí hasta Oaxaca, viéndose también en la ciudad de México. Tres científicos mexicanos (novohispanos en esa época), José Antonio Álzate, Antonio de León y Gama, y Francisco Dimas Rangel observaron el fenómeno, lo reportaron y entre ellos hubo un intenso debate debido a los distintos modelos con los que los tres explicaban el fenómeno.
En 2020, es decir 231 años después de ocurrido el fenómeno, tres científicos de la UNAM utilizamos las observaciones de los científicos novohispanos para estudiar qué ocurrió ese día. De este análisis pudimos concluir que la aurora de 1789 se produjo a una altura de entre 480 y 680 km, que es la altura típica a la que se producen las auroras rojas. Adicionalmente se determinó que el borde sur del óvalo auroral coincidió aproximadamente con el sur de Estados Unidos o la frontera con México, por eso desde la Ciudad de México la aurora se veía en el horizonte norte. Según los cálculos del nuevo estudio, el óvalo auroral fue casi circular con un radio de 4786 km desde el polo norte magnético, que en esa época estaba en la isla Victoria al norte de Canadá.
En datos provenientes de otros archivos históricos, se encontró que esa aurora roja, no solo se vio en México, sino también en Estados Unidos y en diversos lugares de Europa. En Massachusetts (Estados Unidos) el fenómeno fue espectacular, ya que para ellos la aurora no estaba en el horizonte como se percibió desde México, sino en el zenit, es decir sobre ellos.
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