Szinte mindenki hallott vagy látott már fotókat az északi fényről. Másoknak volt szerencséjük személyesen látni őket. De sokan nincsenek tisztában hogyan alakulnak ki és mert.
Egy aurora borealis kezdődik fluoreszkáló izzóval a láthatáron. Aztán csökken és megvilágított ív keletkezik, amely néha nagyon fényes körben záródik. De hogyan alakul és mi a tevékenysége?
Az északi fény kialakulása
Az északi fény kialakulása összefügg a naptevékenység, a Föld légkörének összetétele és jellemzői. A jelenség jobb megértése érdekében érdekes olvasni róla űrhurrikánok és ezek hogyan befolyásolják a az északi fény generációja.
Az északi fények a Föld pólusai felett egy kör alakú területen figyelhetők meg. De honnan származnak? A Napból származnak. A Nap szubatomi részecskéinek bombázása zajlik a napviharokban. Ezek a részecskék a lilától a vörösig terjednek. A napszél megváltoztatja a részecskéket, és amikor találkoznak a Föld mágneses mezőjével, akkor eltérnek, és csak egy része látható a pólusokon.
A napsugárzást alkotó elektronok spektrális emissziót produkálnak, amikor elérik a magnetoszférában található gázmolekulákat, a Föld légkörének a Földet védő része a napszél sebességét, és atomszintű gerjesztést okoz, amely lumineszcenciát eredményez. Ez a lumineszcencia elterjed az égen, és a természet látványát kelti.
Tanulmányok az északi fényről
Vannak olyan tanulmányok, amelyek az északi fényt vizsgálják, amikor napszél keletkezik. Ez azért történik, mert bár ismeretes, hogy vannak napviharok hozzávetőlegesen 11 éves időszak, nem lehet megjósolni, hogy mikor következik be az északi fény. Mindenki számára, aki látni akarja az északi fényt, ez egy nyűg. A sarkokra utazni nem olcsó, az aurorát nem látni pedig nagyon lehangoló. Ezen kívül hasznos lehet tudni az északi fény Spanyolországban azoknak, akik nem tudnak messzire utazni.
Ahhoz, hogy megértsük, hogyan alakulnak ki az északi fények, elengedhetetlen, hogy megértsük a létrejöttükben szerepet játszó két kulcselemet: a napszelet és a magnetoszférát. A napszél elektromosan töltött részecskék, elsősorban elektronok és protonok áramlása, amelyeket a Nap koronája bocsát ki. Ezek a részecskék eljutnak lenyűgöző sebességek, amelyek akár 1000 km/s sebességet is elérhetnek, és a napszél által a bolygóközi térbe kerülnek.
A magnetoszféra a maga részéről pajzsként működik, amely megvédi a Földet a napszél legtöbb részecskéjétől. A sarkvidékeken azonban a Föld mágneses tere gyengébb, így egyes részecskék behatolnak a légkörbe. Ez a kölcsönhatás a legintenzívebb a geomágneses viharok idején, amikor a napszél a legerősebb, és zavarokat okozhat a magnetoszférában.
A részecskék kölcsönhatása a Föld légkörével
Amikor a napszél töltött részecskéi behatolnak a Föld légkörébe, kölcsönhatásba lépnek a benne lévő atomokkal és molekulákkal, elsősorban oxigénnel és nitrogénnel. Ez az interakciós folyamat az, ami az északi fényt idézi elő, létrehozva az égen látható színeket és formákat. A napelemek energiát adnak át a légkör atomjaihoz és molekuláihoz, gerjesztve és magasabb energiaállapotba hozva őket.
Amint az atomok és molekulák elérik ezt a gerjesztett állapotot, hajlamosak visszatérni alapállapotukba, és felszabadítják a további energiát fény formájában. Ez a fénykibocsátási folyamat az, ami az északi fény jellegzetes színeit hozza létre. A kibocsátott fény hullámhossza függ az érintett atom vagy molekula típusától és a kölcsönhatás során elért energiaszinttől, ami tovább vizsgálható a Föld légkörének rétegei.
Az oxigén felelős az aurora két fő színéért. A zöld/sárga energiahullámhosszúságon fordul elő 557,7 nm, míg a vörösebb és lilább színt a ritkább hosszúság hozza létre ezekben a jelenségekben, 630,0 nm. Közelebbről két percbe telik, amíg egy gerjesztett oxigénatom vörös fotont bocsát ki, és ha ezalatt az egyik atom ütközik a másikkal, a folyamat megszakadhat vagy leállhat. Ezért, ha vörös sarkot látunk, akkor nagy valószínűséggel az ionoszféra magasabb szintjein találhatók, körülbelül 240 kilométer magasan, ahol kevesebb oxigénatom zavarja egymást.
Színek és gázok: oxigén és nitrogén
Az északi fény színei a napelemek és a Föld légkörében lévő különböző gázok kölcsönhatásának eredménye. Az oxigén és a nitrogén elsősorban az égbolton az aurora borealis idején látható sokféle színárnyalatért felelős. A naprészecskék által gerjesztett oxigén zöld vagy vörös fényt bocsáthat ki, attól függően, hogy a kölcsönhatás milyen magasságban történik. Kisebb magasságban, 100 kilométer körül az oxigén zöld, míg magasabban, 200 kilométer körül vörös fényt bocsát ki. A jelenség teljesebb megértéséhez javasoljuk, hogy olvassa el a a hideg a tiszta éjszakákon, amikor ezek a sarki fények a legjobban láthatóak.
A nitrogén a maga részéről hozzájárul az északi fény kék és lila árnyalataihoz. Amikor a naprészecskék nitrogénmolekulákat gerjesztenek, kibocsáthatnak kék vagy lila fény, kontrasztot teremtve az oxigén által termelt színekkel. Ezeknek a színeknek a kombinációja lenyűgöző sokszínű aurórákat hoz létre, amelyek megvilágítják az éjszakai égboltot a sarki régiókban.
Az északi fény színei
Bár az északi fényt általában élénkzöld színnel társítják, valójában sokféle színben előfordulhatnak. A zöld a legelterjedtebb az oxigénatomok mintegy 100 kilométeres magasságban történő gerjesztése miatt. Viszont, Különböző magasságokban és különböző típusú gázok esetén más színek is megjelenhetnek:
- Zöld szín: oxigén gerjesztésével keletkezik 100 km magasságban.
- Vörös szín: oxigén hatására nagyobb magasságban, 200 km körül keletkezik.
- Kék szín: a napszemcsék nitrogénnel való kölcsönhatása okozza.
- Lila szín: szintén nitrogén gerjesztés eredménye, ami kontrasztot ad a zöld és piros fényekhez.
Aurorák más bolygókon
Az Aurorák nem kizárólagosak a Földön. A Hubble Űrteleszkóp és az űrszondák által végzett megfigyeléseknek köszönhetően a Naprendszer más bolygóin, például a Jupiteren, a Szaturnuszon, az Uránuszon és a Neptunuszon is tudtunk aurórákat észlelni. Bár a kialakulásának alapvető mechanizmusa Az aurorák mindegyike hasonló ezeken a bolygókon, jelentős különbségek vannak eredetükben és jellemzőikben. Ahhoz, hogy jobban megértsük ezeket a különbségeket, lehet kutatni látványos időjárási jelenségek.
A Szaturnuszon az aurórák eredetüket tekintve hasonlítanak a földiekhez, mivel ezek is a napszél és a bolygó mágneses tere közötti kölcsönhatásból származnak. A Jupiteren azonban a folyamat eltér az Io hold által termelt plazma hatása miatt, amely hozzájárul az intenzív és összetett aurórák kialakulásához. Ezek a különbségek lenyűgöző kutatási területté teszik a más bolygókon található aurorák tanulmányozását, lehetővé téve számunkra, hogy jobban megértsük a Naprendszerben végbemenő fizikai folyamatokat.
Az Uránuszon és a Neptunuszon található auróráknak is vannak sajátosságai a mágneses tengelyük dőlésszögéből és légkörük összetételéből adódóan. A bolygók mágneses mezőinek szerkezetében és dinamikájában mutatkozó eltérések befolyásolják az aurórák alakját és viselkedését, lehetőséget kínálva annak feltárására, hogyan változnak ezek a jelenségek a különböző bolygókörnyezetekben.
Ezenkívül aurórákat észleltek a Jupiter egyes műholdjain, például az Európán és a Ganymedesen, ami arra utal, hogy bonyolult mágneses folyamatok jelenléte ezeken az égitesteken. Valójában a Mars Express űrszonda 2004-ben észlelte az aurórákat a Marson. A Marsról hiányzik a Földéhez hasonló mágneses tér, de vannak a kérgéhez kapcsolódó helyi mezők, amelyek felelősek a bolygón lévő sarkvidékekért.
Ezt a jelenséget nemrégiben a Napon is megfigyelték. Ezeket a fényeket a felszínen lévő napfolton keresztül felgyorsuló elektronok állítják elő. Ez kiemeli a az aurorák jelentősége bolygónkon túl, hiszen létfontosságú információkat szolgáltatnak más égitestek mágneses tereiről és légköréről.
Az északi fény megfigyelése
Az északi fény szemtanúja felejthetetlen élmény, bár tervezést és türelmet igényel. Az észlelésük esélyének javítása érdekében elengedhetetlen a kedvező időpont és hely. Augusztus közepe és április között a sarki régiókban hosszabbak és sötétebbek az éjszakák, ami növeli ennek a jelenségnek az esélyét. A téma iránt érdeklődőknek érdemes áttekinteni Információ Kirunáról, az északi fény városáról.
Az északi fény megfigyelésének legjobb régiói közé tartozik Norvégia, Izland, Finnország, Svédország, Kanada és Alaszka, ahol a tiszta égbolt és az időjárási viszonyok kedveznek a látványnak. Célszerű a városoktól távol eső helyeket keresni hogy elkerülje a fényszennyezést és élvezze a jobb látást. Ha többet szeretne megtudni, konzultáljon A látványos északi fény vihar Kanadában.
Emellett elengedhetetlen a hidegre való felkészülés és az alacsony hőmérsékletnek megfelelő ruházat viselése. A türelem fontos szerepet játszik, mivel az aurorák gyorsan megjelenhetnek és eloszlanak. A geomágneses aktivitás előrejelzéseivel kapcsolatos tájékozottság és egy megfelelő kamera segíti ezt a jelenséget a maga teljes pompájában.
Az éghajlatváltozás azonban az aurorák láthatóságát is elkezdte befolyásolni. Az emelkedő hőmérséklet és az olvadó sarki jég hatással lehet a légkör sűrűségére és összetételére, potenciálisan megváltoztatva azt, ahogyan az aurorák láthatók a Föld felszínéről. Ezenkívül a városi területek növekvő fényszennyezése megnehezíti ennek a természeti jelenségnek a szemlélését, ezért távoli területekre kell utazni, hogy teljes mértékben élvezhessék az élményt.
Az északi fény világegyetemünk fenségére és összetettségére emlékeztet. Ahogy haladunk e jelenségek megértésében, számos lehetőség nyílik meg lenyűgöző szépségük és a mögöttük rejlő fizikai folyamatok feltárására.
