Скоро сви су чули за поларну светлост или је видели на фотографијама. Неки су чак имали среће да је виде из прве руке. Али многи људи не знају како се формира или зашто.
Аурора бореалис почиње флуоресцентним сјајем на хоризонту . Затим бледи, а појављује се осветљени лук, који се понекад затвара у веома светао круг. Али како се формира и са чиме је повезана њена активност?
Формирање северне светлости
Формирање поларне светлости повезано је са соларном активношћу и саставом и карактеристикама Земљине атмосфере. Да бисмо боље разумели овај феномен, занимљиво је читати о свемирским ураганима и како они утичу на стварање поларне светлости.
Северна светлост се може посматрати у кружном подручју изнад Земљиних полова. Али одакле долази? Долази са Сунца. Сунце бомбардује субатомске честице, које се формирају у соларним олујама. Ове честице варирају од љубичасте до црвене боје. Сунчев ветар мења честице, и када наиђу на Земљино магнетно поље, оне се скрећу, и само део ауроре је видљив на половима.
Електрони који чине сунчево зрачење производе спектралну емисију када дођу до молекула гаса у магнетосфери, делу Земљине атмосфере који штити планету од соларног ветра. Ово изазива побуђивање на атомском нивоу, што резултира луминесценцијом. Ова луминесценција се шири небом, стварајући спектакуларан приказ природе.
Студије о северном светлу
Спроводе се студије како би се истражила поларна светлост током периода соларног ветра. То је зато што, иако је познато да соларне олује имају циклус од приближно 11 година , немогуће је предвидети када ће се појавити аурора бореалис. За свакога ко жели да види поларну светлост, ово је право разочарање. Путовање до полова није јефтино, а пропустити аурору је невероватно обесхрабрујуће. Штавише, може бити корисно знати о приказима поларне светлости у Шпанији за оне који не могу да путују далеко.
Да бисмо разумели како се формира северна светлост, неопходно је знати два кључна елемента која учествују у њиховом стварању: соларни ветар и магнетосферу. Соларни ветар је ток електрично наелектрисаних честица, углавном електрона и протона, које емитује соларна корона. Ове честице путују импресивним брзинама , које могу достићи и до 1000 км/с, и соларни ветар их носи у међупланетарни простор.
Магнетосфера, са своје стране, делује као штит који штити Земљу од већине честица сунчевог ветра. Међутим, у поларним регионима, Земљино магнетно поље је слабије, што омогућава неким честицама да продру у атмосферу. Ова интеракција је најинтензивнија током геомагнетних олуја, када је соларни ветар најјачи и може изазвати поремећаје у магнетосфери.
Интеракција честица са Земљином атмосфером
Када наелектрисане честице из соларног ветра продру у Земљину атмосферу, оне интерагују са атомима и молекулима који су тамо присутни, првенствено кисеоником и азотом. Овај процес интеракције је оно што доводи до појаве ауроре бореалис, стварајући боје и облике које посматрамо на небу. Соларне честице преносе енергију на атоме и молекуле у атмосфери, побуђујући их и подижући их у више енергетско стање.
Када атоми и молекули достигну ово побуђено стање, они теже да се врате у своје основно стање, ослобађајући вишак енергије као светлост. Овај процес емисије светлости је оно што производи карактеристичне боје ауроре бореалис. Таласна дужина емитоване светлости зависи од врсте атома или молекула који је укључен и нивоа енергије достигнутог током интеракције, што се може даље истражити у слојевима Земљине атмосфере.
Кисеоник је одговоран за две основне боје ауроре бореалис. Зелено/жута боја се производи на енергетској таласној дужини од 557,7 nm , док се црвенија, љубичаста боја производи на ређој таласној дужини код ових феномена, 630,0 nm . Конкретно, побуђеном атому кисеоника потребно је скоро два минута да емитује црвени фотон, и ако се један атом судари са другим током тог времена, процес може бити прекинут или окончан. Стога, када видимо црвене ауроре, оне се највероватније јављају у горњим нивоима јоносфере, приближно 240 километара надморске висине, где има мање атома кисеоника који би се међусобно ометали.
Боје и гасови: кисеоник и азот
Боје поларне светлости настају услед интеракције соларних честица са различитим гасовима у Земљиној атмосфери. Кисеоник и азот су првенствено одговорни за разноликост нијанси које посматрамо на небу током ауроре бореалис. Када га побуде соларне честице, кисеоник може емитовати зелену или црвену светлост, у зависности од надморске висине на којој се интеракција дешава. На нижим надморским висинама, око 100 километара, кисеоник емитује зелену светлост, док на већим надморским висинама, око 200 километара, емитује црвену светлост. За потпуније разумевање овог феномена, препоручује се читање о хладноћи у ведрим ноћима , када су ове ауроре највидљивије.
Азот, са своје стране, доприноси плавкастим и љубичастим нијансама поларне светлости. Када сунчеве честице побуђују молекуле азота, оне могу емитовати плаву или љубичасту светлост , стварајући контраст са бојама које производи кисеоник. Комбинација ових боја ствара задивљујуће разнобојне ауроре које обасјавају ноћно небо у поларним регионима.
Боје северног светла
Иако се северна светлост обично повезује са јарко зеленом бојом, она заправо може приказивати разне боје. Зелена је најчешћа због побуђивања атома кисеоника на надморској висини од око 100 километара. Међутим, на различитим висинама и са различитим врстама гасова, могу се појавити и друге боје.
- Зелена боја: настаје ексцитацијом кисеоника на 100 км надморске висине.
- Црвена боја: настаје кисеоником на већим висинама, око 200 км.
- Плава боја: узрокована интеракцијом сунчевих честица са азотом.
- Љубичаста боја: такође резултат ексцитације азотом, што додаје контраст зеленим и црвеним светлима.
Ауроре на другим планетама
Ауроре нису јединствене за Земљу. Захваљујући посматрањима Хабловог свемирског телескопа и свемирских сонди, успели смо да откријемо ауроре на другим планетама у Сунчевом систему, као што су Јупитер, Сатурн, Уран и Нептун. Иако је основни механизам за формирање аурора сличан на свим овим планетама, постоје значајне разлике у њиховом пореклу и карактеристикама. Да бисмо боље разумели ове разлике, можемо истражити спектакуларне временске појаве.
На Сатурну, ауроре су сличне онима на Земљи по свом пореклу, јер су такође резултат интеракције између Сунчевог ветра и магнетног поља планете. Међутим, на Јупитеру се процес разликује због утицаја плазме коју производи месец Ио, што доприноси формирању интензивних и сложених аурора. Ове разлике чине проучавање ауроре на другим планетама фасцинантним пољем истраживања, омогућавајући нам да боље разумемо физичке процесе који се дешавају у Сунчевом систему.
Ауроре на Урану и Нептуну такође имају карактеристичне карактеристике, због нагиба њихових магнетних осе и састава њихове атмосфере. Ове разлике у структури и динамици магнетних поља ових планета утичу на облик и понашање ауроре, нудећи прилику да се истражи како се ови феномени мењају у различитим планетарним срединама.
Штавише, ауроре су откривене на неким Јупитеровим месецима, као што су Европа и Ганимед, што указује на присуство сложених магнетних процеса на овим небеским телима. Заправо, ауроре је на Марсу приметила летелица Марс Експрес током посматрања обављених 2004. године. Марс нема магнетно поље аналогно Земљином, али поседује локална поља, повезана са његовом кором, која су одговорна за ауроре на овој планети.
Овај феномен је недавно примећен и на Сунцу; то су ауроре које производе електрони који убрзавају кроз сунчеву пегу на површини. Постоје и докази о аурорама на другим звездама. Ово истиче важност аурора изван наше планете, јер пружају виталне информације о магнетним пољима и атмосферама других небеских тела.
Посматрање северне светлости
Посматрање поларне светлости је незаборавно искуство, мада захтева планирање и стрпљење. Да бисте повећали шансе да је видите, неопходан је избор правог времена и локације . Између средине августа и априла, ноћи су дуже и тамније у поларним регионима, што повећава вероватноћу да будете сведоци овог феномена. За оне који су заинтересовани, корисно је да истраже Кируну, град поларне светлости.
Најбољи региони за посматрање поларне светлости укључују Норвешку, Исланд, Финску, Шведску, Канаду и Аљаску, где ведро небо и повољни временски услови стварају савршен спектакл. Препоручљиво је тражити локације далеко од градова како бисте избегли светлосно загађење и уживали у бољем погледу. Ако желите да сазнате више, погледајте спектакуларну олују поларне светлости у Канади.
Поред тога, кључно је припремити се за хладноћу и носити одговарајућу одећу за ниске температуре. Стрпљење игра важну улогу, јер се ауроре могу брзо појавити и нестати. Информисање о прогнозама геомагнетне активности и поседовање одговарајуће камере помажу да се овај феномен ухвати у свој својој раскоши.
Међутим, климатске промене су такође почеле да утичу на видљивост ауроре. Растуће температуре и топљење поларног леда могу утицати на густину и састав атмосфере, потенцијално мењајући начин на који се ауроре виде са Земљине површине. Штавише, све веће светлосно загађење у урбаним срединама отежава сагледавање овог природног феномена, због чега је неопходно путовати у удаљена подручја да бисте у потпуности уживали у искуству.
Северно светло је подсетник на величанственост и сложеност нашег универзума. Како напредујемо у нашем разумевању ових феномена, отвара се низ могућности за истраживање њихове фасцинантне лепоте и физичких процеса иза њих.
