Gotovo svi su čuli ili vidjeli fotografije sjevernog svjetla. Neki drugi su imali sreće da ih vide lično. Ali mnogi nisu svjesni kako se formiraju i zato.
Počinje polarna svjetlost sa fluorescentnim sjajem na horizontu. Tada se smanjuje i nastaje osvijetljeni luk koji se ponekad zatvara u vrlo svijetli krug. Ali kako se formira i sa čime je povezana njegova aktivnost?
Formiranje sjevernog svjetla
Formiranje sjevernog svjetla vezano je za solarna aktivnost, sastav i karakteristike Zemljine atmosfere. Za bolje razumijevanje ovog fenomena, zanimljivo je čitati o tome svemirski uragani i kako oni utiču na generacije sjevernog svjetla.
Sjeverno svjetlo se može posmatrati u kružnom području iznad polova Zemlje. Ali odakle dolaze? Dolaze sa Sunca. Postoji bombardiranje subatomskih čestica sa Sunca nastalih u solarnim olujama. Te se čestice kreću od ljubičaste do crvene. Solarni vjetar mijenja čestice i kada se susretnu sa Zemljinim magnetskim poljem odstupaju i samo se dio vidi na polovima.
Elektroni koji čine sunčevo zračenje proizvode spektralnu emisiju kada dođu do molekula gasa koji se nalaze u magnetosferi, dio Zemljine atmosfere koji štiti Zemlju od sunčevog vjetra i uzrokuju pobudu na atomskom nivou koja rezultira luminiscencijom. Ta se luminiscencija širi nebom, stvarajući spektakl prirode.
Studije o sjevernom svjetlu
Postoje studije koje istražuju sjeverno svjetlo kada se proizvodi solarni vjetar. Ovo se dešava jer, iako je poznato da ima solarnih oluja okvirni period od 11 godina, nije moguće predvidjeti kada će se pojaviti sjeverno svjetlo. Za sve ljude koji žele da vide severno svetlo, ovo je šteta. Putovanje do polova nije jeftino, a nemoći vidjeti auroru je vrlo depresivno. Osim toga, može biti korisno znati sjevernog svjetla u Španiji za one koji ne mogu da putuju daleko.
Da bismo razumeli kako se formira severna svetlost, neophodno je razumeti dva ključna elementa uključena u njihovo stvaranje: solarni vetar i magnetosferu. Sunčev vjetar je tok električno nabijenih čestica, prvenstveno elektrona i protona, emitiranih iz Sunčeve korone. Ove čestice putuju do impresivne brzine, koji mogu doseći i do 1000 km/s, a prenose se solarnim vjetrom u međuplanetarni prostor.
Magnetosfera, sa svoje strane, djeluje kao štit koji štiti Zemlju od većine čestica sunčevog vjetra. Međutim, u polarnim područjima, Zemljino magnetsko polje je slabije, što omogućava nekim česticama da prodru u atmosferu. Ova interakcija je najintenzivnija tokom geomagnetnih oluja, kada je solarni vjetar najjači i može uzrokovati poremećaje u magnetosferi.
Interakcija čestica sa Zemljinom atmosferom
Kada nabijene čestice solarnog vjetra prodru u Zemljinu atmosferu, one stupaju u interakciju s atomima i molekulima prisutnim u njoj, prvenstveno kisikom i dušikom. Ovaj proces interakcije je ono što dovodi do sjevernog svjetla, stvarajući boje i oblike koje vidimo na nebu. Solarne čestice prenose energiju na atome i molekule u atmosferi, pobuđujući ih i dovodeći ih u više energetsko stanje.
Jednom kada atomi i molekuli dostignu ovo pobuđeno stanje, imaju tendenciju da se vrate u osnovno stanje, oslobađajući dodatnu energiju u obliku svjetlosti. Ovaj proces emisije svjetlosti je ono što proizvodi karakteristične boje sjevernog svjetla. Talasna dužina emitovane svjetlosti ovisi o vrsti atoma ili molekula koji su uključeni i energetskom nivou postignutom tokom interakcije, što se može dalje istražiti u slojevima Zemljine atmosfere.
Kiseonik je odgovoran za dve osnovne boje aurore. Zeleno/žuto se javlja na talasnoj dužini energije od 557,7 nm, dok crvenu i ljubičastu boju proizvodi rjeđa dužina kod ovih pojava, 630,0 nm. Konkretno, potrebno je skoro dvije minute da pobuđeni atom kisika emituje crveni foton, a ako se jedan atom sudari s drugim za to vrijeme, proces se može prekinuti ili prekinuti. Stoga, kada vidimo crvene aurore, one će se najvjerovatnije naći na višim nivoima jonosfere, visine otprilike 240 kilometara, gdje ima manje atoma kisika koji međusobno ometaju.
Boje i gasovi: kiseonik i azot
Boje sjevernog svjetla rezultat su interakcije solarnih čestica sa različitim plinovima u Zemljinoj atmosferi. Kiseonik i azot su prvenstveno odgovorni za raznovrsnost nijansi koje vidimo na nebu tokom polarne svetlosti. Kiseonik, kada ga pobuđuju sunčeve čestice, može emitovati zeleno ili crveno svetlo, u zavisnosti od visine na kojoj dolazi do interakcije. Na nižim visinama, oko 100 kilometara, kiseonik emituje zeleno svetlo, dok na većim, oko 200 kilometara, emituje crveno svetlo. Za potpunije razumijevanje ovog fenomena, preporučuje se čitanje o tome hladnoća u vedrim noćima, kada su ove aurore najvidljivije.
Azot, sa svoje strane, doprinosi plavim i ljubičastim nijansama sjevernog svjetla. Kada solarne čestice pobuđuju molekule dušika, one mogu emitovati plavo ili ljubičasto svjetlo, stvarajući kontrast s bojama koje proizvodi kisik. Kombinacija ovih boja stvara impresivne raznobojne aurore koje obasjavaju noćno nebo u polarnim područjima.
Boje sjevernog svjetla
Iako se sjeverno svjetlo obično povezuje sa svijetlo zelenom bojom, ono se zapravo može pojaviti u različitim bojama. Zelena je najčešća zbog ekscitacije atoma kiseonika na oko 100 kilometara visine. međutim, Na različitim visinama i s različitim vrstama plinova mogu se pojaviti druge boje:
- Zelena boja: nastaje ekscitacijom kiseonika na 100 km visine.
- Crvena boja: nastaje kiseonikom na većim visinama, oko 200 km.
- Plava boja: uzrokovana interakcijom solarnih čestica sa dušikom.
- Ljubičasta boja: takođe rezultat ekscitacije dušikom, što dodaje kontrast zelenom i crvenom svjetlu.
Aurore na drugim planetama
Aurore nisu ekskluzivne za Zemlju. Zahvaljujući zapažanjima svemirskog teleskopa Hubble i svemirskih sondi, uspjeli smo otkriti aurore na drugim planetama u Sunčevom sistemu, kao što su Jupiter, Saturn, Uran i Neptun. Iako je osnovni mehanizam formiranja aurora je slična na svim ovim planetama, postoje značajne razlike u njihovom porijeklu i karakteristikama. Da bismo bolje razumjeli ove razlike, može se istražiti spektakularne vremenske pojave.
Na Saturnu, aurore su slične onima na Zemlji u smislu svog porijekla, jer su također rezultat interakcije između Sunčevog vjetra i magnetnog polja planete. Međutim, na Jupiteru se proces razlikuje zbog utjecaja plazme koju proizvodi mjesec Io, što doprinosi stvaranju intenzivnih i složenih aurora. Ove razlike čine proučavanje aurore na drugim planetama fascinantnim poljem istraživanja, omogućavajući nam da bolje razumijemo fizičke procese koji se dešavaju u Sunčevom sistemu.
Aurore na Uranu i Neptunu takođe imaju karakteristične karakteristike, zbog nagiba njihovih magnetnih ose i sastava njihove atmosfere. Ove razlike u strukturi i dinamici magnetnih polja ovih planeta utiču na oblik i ponašanje aurore, nudeći priliku da se istraži kako se ove pojave menjaju u različitim planetarnim okruženjima.
Pored toga, aurore su otkrivene na nekim Jupiterovim satelitima, kao što su Evropa i Ganimed, što sugeriše da prisustvo složenih magnetnih procesa na ovim nebeskim telima. U stvari, aurore su na Marsu uočene od strane svemirske letjelice Mars Express tokom opservacija napravljenih 2004. Mars nema magnetno polje analogno Zemljinom, ali ima lokalna polja, povezana sa njegovom korom, koja su odgovorna za aurore na ovoj planeti.
Ovaj fenomen je nedavno uočen i na Suncu. Ove aurore nastaju zbog ubrzanja elektrona kroz sunčevu pjegu na površini. Ovo naglašava važnost aurore izvan naše planete, jer pružaju vitalne informacije o magnetnim poljima i atmosferama drugih nebeskih tijela.
Posmatranje sjevernog svjetla
Svjedočenje sjevernog svjetla je nezaboravno iskustvo, iako zahtijeva planiranje i strpljenje. Da biste povećali šanse da ih uočite, bitno je odabrati povoljno vrijeme i lokacija. Između sredine avgusta i aprila, noći su duže i tamnije u polarnim regionima, što povećava šanse da se vidi ovaj fenomen. Za one koji su zainteresovani za ovu temu, korisno je pregledati Informacije o Kiruni, gradu sjevernog svjetla.
Najbolja područja za posmatranje sjevernog svjetla su Norveška, Island, Finska, Švedska, Kanada i Aljaska, gdje vedro nebo i vremenski uslovi pogoduju spektaklu. Preporučljivo je tražiti mjesta udaljena od gradova kako biste izbjegli svjetlosno zagađenje i uživali u boljem vidu. Ako želite da saznate više, konsultujte se Spektakularna oluja sjevernog svjetla u Kanadi.
Osim toga, ključno je pripremiti se za hladnoću i nositi odgovarajuću odjeću za niske temperature. Strpljenje igra važnu ulogu, jer se aurore mogu brzo pojaviti i nestati. Informacija o prognozama geomagnetne aktivnosti i posjedovanje odgovarajuće kamere pomažu da se ovaj fenomen uhvati u svoj svojoj raskoši.
Međutim, klimatske promjene su također počele utjecati na vidljivost aurore. Rastuće temperature i topljenje polarnog leda mogu utjecati na gustinu i sastav atmosfere, potencijalno mijenjajući način na koji se aurore vide sa Zemljine površine. Nadalje, sve veće svjetlosno zagađenje u urbanim područjima otežava sagledavanje ovog prirodnog fenomena, zbog čega je potrebno putovati u udaljena područja kako biste u potpunosti uživali u iskustvu.
Sjeverna svjetlost je podsjetnik na veličanstvenost i složenost našeg svemira. Kako napredujemo u razumijevanju ovih fenomena, otvara se niz mogućnosti za istraživanje njihove fascinantne ljepote i fizičkih procesa iza njih.
