Polarna svetloba

Aurora borealis

Aurora borealis, vidna z Mednarodne vesoljske postaje

Polarna svetloba je sij na nočnem nebu, ki je večinoma viden nad visokim zemeljskim širinam. Na severu temu pojavu rečemo aurora borealis ("severna zora"). Ime je dobila po rimski boginji Aurori, ki pa je tudi ime za grški severni veter Boreas. Največkrat se pojavlja v mesecu septembru in oktobru, ter marcu in aprilu (do sedaj še vedno ni jasno zakaj).

Čeprav redko, se aurora lahko vidi na srednjih zemljepisnih širinah kot rdečkasti sjaj na severnem obzorju. Naprej proti severu, blizu tečaja, pa polarna svetloba pogosto izgleda kot velika plamteča zavesa ki visi z neba in niha levo- desno, med tem ko po njegovih naborkih trepetjo oranžni, zeleni in plavi plameni. Aurora je torej lahko statičen ali dinamičen pojav; ko je statična jo imenujemo tiha čebula. Aktivna aurorapa se po drugi strani non stop sprehaja in menja. Zavese se sestojijo iz velikih paralelnih žarkov, ki se orientirajo v skladu z Zemeljskim magnetnim poljem. Ko ena od sil mgnetnega polja pripelje do točke nad opazovalcem, pride do pojava, ki mu pravimo ti.auroralne korone ali krone (venec).

Magnetizem in auroralni oval

Hiorte in Celsius sta leta 1741 ugotovila, da prihaja do zametkov magnetnih fluktacij. Kasneje je bilo odkrito,da prav to dejstvo prikazuje močno električno energijo v področjih s pojavi aurore- Birkeland (1908) je ugotovil, da elektrika teče v smeri vzhod- zahod vzdolž roba auroralnega ovala, od dnevne proti nočni strani Zemlje (poglej Birkelndova elektrika). Naprej, Loomis (1860)in Fritz(1881) sta ugotovila, da polarna svetloba večinoma potuje v "auroralni coni", prstanovem področju znotraj radija približno 2500 km od Zemeljskega magnetnega polja in ne zemljepisnega, blizu katerega se skoraj nikoli ne vidi. Področje največjega ponavljanja polarne svetlobe (aurorarni val ), se ne poklaplja popolnoma z auroralno cono; odklonitev je 3-5 stopinj od magnetnega polja v smeri nočne strani planeta, tako, da se pojav polarne svetlobe največ prebliža ekvatorju ponoči po lokalnem času.

Nastanek polarne svetlobe

Polarno svetlobo povzročaSončni veter.To je energija vroče plazme,ki ga Sonce razmeče v vse smeri (zaradi ogromnega vrelišča Sončnega zunanjega sloja, Sončne korone). V normalnih pogojih, Sončni veter prihaja do Zemlje z brzino 400km/s in gostoto cca. 5 iona/cc, vendar je lahko tok v času magnetskih neviht nekajkrat močnejši, kakor tudi medplanetrno magnetno polje, ki ravno tako poteka iz Sonca in je povezano z gostoto Sončnih peg. Na svoji poti skozi vesolje ,del sončnega vetra prihaja v Zemeljsko magnetosfero, kjer je področje vesolja, kjer dominira Zemeljsko magnetno polje. Magnetosfera obrača Sončni veter okoli sebe (in okoli Zemlje)na udaljenosti od 70.000 km (fronta udara se formira na oddaljenosti okoli 12.000- 15.000 km). Širina Zemeljske magnetosferne pregrade Sončnem vetru v glavnem znaša okoli 190.000 km, med tem ko se za Zemeljsko nočno stranjo vali dolg "rep" raztegnjenih magnetnih sil. Silnice Zemeljske magnetne sfere obračajo del Sončnega vetra proti Zemeljskim magnetnim polovicam. Polarna svetloba nastane, ko elektroni Sončnega vetra na višini 80- 150 km trčijo z atomi zgornjih alojev atmosfere. Prevladujejo emisije atoma kisika- zelena in rdeča svetloba, ki v spektlarnem razponu od 557.7nm (zeleno) do (630.0 nm ( rdečo, večinoma slabše nabiti elektroni na večjih višinah), nato pa molekule dušika in drugo.

Pogostost pojavov

Polarna svetloba je precej pogost pojav v prstanovem področju auroralnega ovala. V času močnih magnetskih neviht se lahko vidijo blizu ekvatorja, te nevihte pa so pogosto posledica vrhunca 11 mesečnega ciklusa Sončnih peg ali v času treh let po tem vrhuncu. Vendar je verjetnost, da se pojavijo aurore, največkrat odvisno od položaja medpalnetarnega magnetskega polja; če so sile orientirane južno, večja je verjetnost pojava aurore.

Geomagnetne nevihte, ki poganjajo polarno svetlobo so najpogosteje čez mesec okoli ekvinocija; fenomen, ki še vedno ni popolnoma pojasnjen. No, v času poletja in jeseni se Zemeljsko madplanetrno magnetno polje poklaplja - na megnatopavzi, meji Zemeljskega magnetnega polja, je orientirano bolj severno. Medtem ko se sile napotijo proti jugu, se ustvarja "luknja" skozi katero energija Sončnega vetra lahko pride do zgornjih slojev atmosfere. Vzrok vsemu temu je geometrija.: medplanetarno magnetno polje prihaja iz Sonca in zaradi rotacije ima spiralno obliko, s katero se lahko Zemeljska magnetna os najbolj poravna v aprilu in oktobru. Zaradi tega so severni in južni odkloni medplanetarnega magnetnega polja takrat največji. Poleg tega je Sončna os rotacije nagnjena 7° v primerjavi na ravnino Zemeljske orbite- glede na to, da je Sončni veter hitrejši ko prihaja iz polov, kot pa iz ekvatorja , njegova povprečna brzina s katero prihajajo delci do Zemeljske magnetosfere ja največja (okoli 50km/s), okoli 5 marca in novembra, ko se Zemlja nahaja na najvišji heliografski širini. Vendar, ne medplanetarno magnetno polje, niti pojav Sončnega vetra ne more popolnoma razložit sezonsko obnašanje geomagnetskih neviht; skupaj, ti podatki pojasnjujejo le tretjino potrjenega polletnega variranja.

Polarna svetloba na drugih planetih

Aurora je opažena tudi na Jupitru in Saturnu, planetih čigar je magneto polje mnogo močnejše od Zemeljskega. Poganja jih tako kot na Zemlji, Sončni veter. Jupitrejevi meseci, posebej pa LO, ravno tako povzročajo močne aurore, ki se pojavljajo vzdolž sil magnetnega polja med rotirajočim planetom in mesecom, ki kroži okoli njega (dinamo učinek). Lo, ki ima aktiven vulkanizem in [http://sl.wikipedia.org/wiki/Ionosfera ionosfero, je še posebej močan izvor za auroro; njihova elektrika emitira radiovalove, odkrite leta 1995. Ne dolgo tega je polarna svetloba otkrita na Marsu. Zaradi pomankanja močnega magnetnega polja, so prej verjeli da je to nemogoče.

Zvoki aurore

Skozi zgodovino so govorili o zvokih polarne svetlobe, pokanju, brenčanju, žvižganju. Danski raziskovalec Krud Rasmussen je indirektno omenil 1932 leta, ko je govoril o narodnih običajih grenladskih Eskimov, kakor tudi antropologErnest Hawkes 1916 leta. Kornelij Tacit, zgodovinar starega rima, je pisal kako so ljudje na severu trdili da slišijo te zvoke. Še danes prihajajo poročila o polarnih zvokih, vendar jih do sedaj še nikomur ni uspelo posneti( poleg tega obstajajo znanstvene težave glede izvora zvoka v polarni svetlobi). Zelo verjetno je, da zvok ki je dejansko proizveden v aurori, lahko pride do tal, vendar hkrati ob z pojavom aurore ( ker zvok potrebuje precej časa, da pripotuje do tal)in one za sedaj najbolj pojasnjujejo izvor teh neobičajnih zvokov- vendar niti ena teorija ne ponuja popolnoma zadovoljivo pojasnilo

Zunanje povezave

• Spaceweather.com Službena NASA- ina stran
• http:/www.northern-lights.no
• http:/www.spacew.com
• http:/www.polarimage.fi
• http:/www.pbase.com/dominiccantin/aurora_borealis
• fotografije polarne svetlobe iz Spitsberga, Norveška