Nesten alle har hørt om eller sett bilder av nordlyset. Noen andre har vært så heldige å se dem personlig. Men mange er uvitende hvordan de er dannet og fordi.
En aurora borealis begynner med en fluorescerende glød i horisonten. Så avtar det og en opplyst bue oppstår som noen ganger lukkes i form av en veldig lys sirkel. Men hvordan dannes det, og hva er dets aktivitet knyttet til?
Nordlysets dannelse
Dannelsen av nordlyset er relatert til solaktivitet, sammensetningen og egenskapene til jordens atmosfære. For bedre å forstå dette fenomenet er det interessant å lese om romorkaner og hvordan disse påvirker generasjon av nordlys.
Nordlyset kan observeres i et sirkulært område over jordpolene. Men hvor kommer de fra? De kommer fra solen. Det er et bombardement av subatomære partikler fra solen dannet i solstormer. Disse partiklene varierer fra lilla til rødt. Solvinden endrer partiklene, og når de møter jordens magnetfelt avviker de, og bare en del av den blir sett på polene.
Elektronene som utgjør solstråling produserer et spektral utslipp når de når gassmolekylene som finnes i magnetosfæren, del av jordens atmosfære som beskytter jorden fra solvinden, og forårsake eksitasjon på atomnivå som resulterer i luminescens. Den luminescensen sprer seg over himmelen, og gir opphav til et naturskue.
Studier om nordlyset
Det finnes studier som undersøker nordlyset når solvind produseres. Dette skjer fordi, selv om solstormer er kjent for å ha en omtrentlig periode på 11 år, er det ikke mulig å forutsi når nordlyset vil inntreffe. For alle som ønsker å se nordlyset, er dette en bummer. Å reise til polene er ikke billig, og det å ikke kunne se nordlyset er veldig deprimerende. I tillegg kan det være nyttig å vite nordlyset i Spania for de som ikke kan reise langt.
For å forstå hvordan nordlyset dannes, er det viktig å forstå de to nøkkelelementene som er involvert i deres skapelse: solvinden og magnetosfæren. Solvinden er en strøm av elektrisk ladede partikler, først og fremst elektroner og protoner, som sendes ut fra solens korona. Disse partiklene reiser til imponerende hastigheter, som kan nå opp til 1000 km/s, og transporteres av solvinden inn i det interplanetære rommet.
Magnetosfæren på sin side fungerer som et skjold som beskytter jorden mot de fleste partikler i solvinden. Men i de polare områdene er jordens magnetfelt svakere, noe som gjør at noen partikler kan trenge gjennom atmosfæren. Denne interaksjonen er mest intens under geomagnetiske stormer, når solvinden er sterkest og kan forårsake forstyrrelser i magnetosfæren.
Interaksjon av partikler med jordens atmosfære
Når ladede partikler fra solvinden trenger inn i jordens atmosfære, samhandler de med atomene og molekylene som er tilstede der, først og fremst oksygen og nitrogen. Denne interaksjonsprosessen er det som gir opphav til nordlyset, og genererer fargene og formene vi ser på himmelen. Solpartikler overfører energi til atomene og molekylene i atmosfæren, spennende dem og bringe dem til en høyere energitilstand.
Når atomer og molekyler når denne eksiterte tilstanden, har de en tendens til å gå tilbake til grunntilstanden, og frigjøre den ekstra energien i form av lys. Denne lysutslippsprosessen er det som produserer de karakteristiske fargene til nordlyset. Bølgelengden til det utsendte lyset avhenger av typen atom eller molekyl som er involvert og energinivået som nås under interaksjonen, som kan utforskes videre i lagene i jordens atmosfære.
Oksygen er ansvarlig for de to primærfargene til nordlyset. Grønn/gul forekommer ved en energibølgelengde på 557,7 nmmens den rødere og lilla fargen produseres av en sjeldnere lengde i disse fenomenene, 630,0 nm. Spesielt tar det nesten to minutter for et eksitert oksygenatom å sende ut et rødt foton, og hvis ett atom kolliderer med et annet i løpet av den tiden, kan prosessen avbrytes eller avsluttes. Derfor, når vi ser røde nordlys, er de mest sannsynlig å finne i de høyere nivåene av ionosfæren, omtrent 240 kilometer høye, hvor det er færre oksygenatomer som forstyrrer hverandre.
Farger og gasser: oksygen og nitrogen
Fargene på nordlyset er et resultat av samspillet mellom solpartikler og forskjellige gasser i jordens atmosfære. Oksygen og nitrogen er primært ansvarlige for mangfoldet av fargetoner vi ser på himmelen under nordlys. Oksygen kan, når det blir opphisset av solpartikler, avgi grønt eller rødt lys, avhengig av høyden hvor interaksjonen skjer. I lavere høyder, rundt 100 kilometer, avgir oksygen grønt lys, mens det i høyere høyder, rundt 200 kilometer, sender ut rødt lys. For en mer fullstendig forståelse av dette fenomenet, anbefales det å lese om kulden på klare netter, som er når disse nordlysene er mest synlige.
Nitrogen bidrar på sin side til de blå og lilla nyansene i nordlyset. Når solpartikler eksiterer nitrogenmolekyler, kan de slippe ut blått eller lilla lys, skaper en kontrast med fargene produsert av oksygen. Kombinasjonen av disse fargene gir opphav til de imponerende flerfargede nordlysene som lyser opp nattehimmelen i polarområdene.
Fargene på nordlyset
Selv om nordlyset ofte er forbundet med en lys grønn farge, kan de faktisk forekomme i en rekke farger. Grønt er det vanligste på grunn av eksitasjon av oksygenatomer på omtrent 100 kilometer høye. Imidlertid I forskjellige høyder og med forskjellige typer gasser kan andre farger dukke opp:
- Grønn farge: produsert ved eksitering av oksygen i 100 km høyde.
- Rød farge: generert av oksygen i høyere høyder, rundt 200 km.
- Blå farge: forårsaket av samspillet mellom solpartikler og nitrogen.
- Lilla farge: også et resultat av nitrogeneksitasjon, som gir kontrast til grønne og røde lys.
Auroras på andre planeter
Auroras er ikke eksklusive for jorden. Takket være observasjoner gjort av Hubble-romteleskopet og romsonder, har vi vært i stand til å oppdage nordlys på andre planeter i solsystemet, som Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun. Selv om grunnleggende mekanisme for dannelse av nordlys er lik på alle disse planetene, det er bemerkelsesverdige forskjeller i deres opprinnelse og egenskaper. For bedre å forstå disse forskjellene kan man forske på spektakulære værfenomener.
På Saturn er nordlys lik de på jorden når det gjelder opprinnelse, da de også er et resultat av samspillet mellom solvinden og planetens magnetfelt. Imidlertid skiller prosessen seg på Jupiter på grunn av påvirkningen av plasma produsert av månen Io, noe som bidrar til dannelsen av intense og komplekse nordlys. Disse forskjellene gjør studiet av nordlys på andre planeter til et fascinerende forskningsfelt, som lar oss bedre forstå de fysiske prosessene som skjer i solsystemet.
Nordlysene på Uranus og Neptun har også karakteristiske trekk, på grunn av hellingen til deres magnetiske akser og sammensetningen av atmosfæren. Disse divergensene i strukturen og dynamikken til disse planetenes magnetfelt påvirker formen og oppførselen til nordlys, og gir en mulighet til å utforske hvordan disse fenomenene endres i forskjellige planetariske miljøer.
I tillegg har nordlys blitt oppdaget på noen av Jupiters satellitter, som Europa og Ganymedes, noe som tyder på at tilstedeværelse av komplekse magnetiske prosesser på disse himmellegemene. Faktisk ble nordlys observert på Mars av romfartøyet Mars Express under observasjoner gjort i 2004. Mars mangler et magnetisk felt som er analogt med jordens, men den har lokale felt, assosiert med jordskorpen, som er ansvarlige for nordlyset på denne planeten.
Dette fenomenet har også nylig blitt observert på solen. Disse nordlysene produseres av elektroner som akselererer gjennom en solflekk på overflaten. Dette fremhever betydningen av nordlys utenfor planeten vår, da de gir viktig informasjon om magnetfeltene og atmosfærene til andre himmellegemer.
Observer nordlyset
Å være vitne til nordlyset er en uforglemmelig opplevelse, selv om det krever planlegging og tålmodighet. For å øke sjansene for å oppdage dem, er det viktig å velge gunstig tid og sted. Mellom midten av august og april er nettene lengre og mørkere i polare strøk, noe som øker sjansene for å se dette fenomenet. For de som er interessert i emnet, er det nyttig å gå gjennom Informasjon om Kiruna, nordlysbyen.
De beste områdene for å observere nordlyset inkluderer Norge, Island, Finland, Sverige, Canada og Alaska, hvor klar himmel og værforhold favoriserer forestillingen. Det er tilrådelig å se etter steder borte fra byer for å unngå lysforurensning og nyte bedre syn. Hvis du vil lære mer, ta kontakt Den spektakulære nordlysstormen i Canada.
I tillegg er det avgjørende å forberede seg på kulde og bruke passende klær for lave temperaturer. Tålmodighet spiller en viktig rolle, siden nordlys kan dukke opp og forsvinne raskt. Å holde seg informert om prognoser for geomagnetisk aktivitet og ha et passende kamera hjelper til med å fange dette fenomenet i all sin prakt.
Men klimaendringene har også begynt å påvirke synligheten til nordlyset. Stigende temperaturer og smeltende polaris kan påvirke tettheten og sammensetningen av atmosfæren, og potensielt endre hvordan nordlyset ses fra jordoverflaten. Videre gjør økende lysforurensning i urbane områder det vanskelig å se dette naturfenomenet, noe som gjør det nødvendig å reise til avsidesliggende områder for å nyte opplevelsen fullt ut.
Nordlyset er en påminnelse om majesteten og kompleksiteten i universet vårt. Når vi går videre i vår forståelse av disse fenomenene, åpner det seg en rekke muligheter for å utforske deres fascinerende skjønnhet og de fysiske prosessene bak dem.
