Σχεδόν όλοι έχουν ακούσει ή δει φωτογραφίες από το Βόρειο Σέλας. Κάποιοι άλλοι είχαν την τύχη να τους δουν από κοντά. Πολλοί όμως αγνοούν πώς σχηματίζονται και επειδή.
Ξεκινάει μια αύρα με μια λάμψη φθορισμού στον ορίζοντα. Τότε μειώνεται και ένα φωτισμένο τόξο αναδύεται, μερικές φορές κλείνει σε έναν πολύ φωτεινό κύκλο. Αλλά πώς σχηματίζεται και σε τι σχετίζεται η δραστηριότητά του;
Σχηματισμός των Βόρειων Φώτων
Ο σχηματισμός του βόρειου σέλας σχετίζεται με το ηλιακή δραστηριότητα, τη σύνθεση και τα χαρακτηριστικά της ατμόσφαιρας της Γης. Για να κατανοήσουμε καλύτερα αυτό το φαινόμενο, είναι ενδιαφέρον να διαβάσουμε διαστημικούς τυφώνες και πώς αυτά επηρεάζουν την γενιά του βόρειου σέλας.
Τα βόρεια φώτα μπορούν να παρατηρηθούν σε μια κυκλική περιοχή πάνω από τους πόλους της Γης. Αλλά από πού προέρχονται; Προέρχονται από τον Ήλιο. Υπάρχει ένας βομβαρδισμός υποατομικών σωματιδίων από τον Ήλιο που σχηματίζεται σε ηλιακές καταιγίδες. Αυτά τα σωματίδια κυμαίνονται από μωβ έως κόκκινο. Ο ηλιακός άνεμος μεταβάλλει τα σωματίδια και όταν συναντούν το μαγνητικό πεδίο της Γης αποκλίνουν και μόνο μέρος του φαίνεται στους πόλους.
Τα ηλεκτρόνια που απαρτίζουν την ηλιακή ακτινοβολία παράγουν φασματική εκπομπή όταν φτάνουν τα μόρια αερίου που βρίσκονται στη μαγνητόσφαιρα, μέρος της ατμόσφαιρας της Γης που προστατεύει τη Γη από τον ηλιακό άνεμο και προκαλούν διέγερση σε ατομικό επίπεδο που οδηγεί σε φωταύγεια. Αυτή η φωτεινότητα εξαπλώνεται σε όλο τον ουρανό, δημιουργώντας ένα θέαμα της φύσης.
Μελέτες για τα Βόρεια Φώτα
Υπάρχουν μελέτες που διερευνούν το βόρειο σέλας όταν παράγεται ηλιακός άνεμος. Αυτό συμβαίνει επειδή, αν και οι ηλιακές καταιγίδες είναι γνωστό ότι έχουν κατά προσέγγιση περίοδο 11 ετών, δεν είναι δυνατό να προβλεφθεί πότε θα εμφανιστεί το Βόρειο Σέλας. Για όλους τους ανθρώπους που θέλουν να δουν το Βόρειο Σέλας, αυτό είναι τρομερό. Το να ταξιδέψεις στους πόλους δεν είναι φθηνό και το να μην μπορείς να δεις το σέλας είναι πολύ καταθλιπτικό. Επιπλέον, μπορεί να είναι χρήσιμο να γνωρίζετε το βόρειο σέλας στην Ισπανία για όσους δεν μπορούν να ταξιδέψουν μακριά.
Για να κατανοήσουμε πώς σχηματίζονται τα βόρεια σέλας, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε τα δύο βασικά στοιχεία που εμπλέκονται στη δημιουργία τους: τον ηλιακό άνεμο και τη μαγνητόσφαιρα. Ο ηλιακός άνεμος είναι ένα ρεύμα ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων, κυρίως ηλεκτρονίων και πρωτονίων, που εκπέμπονται από το στέμμα του Ήλιου. Αυτά τα σωματίδια ταξιδεύουν σε εντυπωσιακές ταχύτητες, τα οποία μπορούν να φτάσουν έως και τα 1000 km/s, και μεταφέρονται από τον ηλιακό άνεμο στον διαπλανητικό χώρο.
Η μαγνητόσφαιρα, από την πλευρά της, λειτουργεί ως ασπίδα που προστατεύει τη Γη από τα περισσότερα σωματίδια του ηλιακού ανέμου. Ωστόσο, στις πολικές περιοχές, το μαγνητικό πεδίο της Γης είναι πιο ασθενές, επιτρέποντας σε ορισμένα σωματίδια να διεισδύσουν στην ατμόσφαιρα. Αυτή η αλληλεπίδραση είναι πιο έντονη κατά τη διάρκεια γεωμαγνητικών καταιγίδων, όταν ο ηλιακός άνεμος είναι ισχυρότερος και μπορεί να προκαλέσει διαταραχές στη μαγνητόσφαιρα.
Αλληλεπίδραση σωματιδίων με την ατμόσφαιρα της Γης
Όταν φορτισμένα σωματίδια από τον ηλιακό άνεμο διεισδύουν στην ατμόσφαιρα της Γης, αλληλεπιδρούν με τα άτομα και τα μόρια που υπάρχουν σε αυτήν, κυρίως το οξυγόνο και το άζωτο. Αυτή η διαδικασία αλληλεπίδρασης είναι που δημιουργεί το βόρειο σέλας, δημιουργώντας τα χρώματα και τα σχήματα που βλέπουμε στον ουρανό. Τα ηλιακά σωματίδια μεταφέρουν ενέργεια στα άτομα και τα μόρια της ατμόσφαιρας, διεγείροντάς τα και φέρνοντάς τα σε υψηλότερη ενεργειακή κατάσταση.
Μόλις τα άτομα και τα μόρια φτάσουν σε αυτή τη διεγερμένη κατάσταση, τείνουν να επιστρέψουν στη βασική τους κατάσταση, απελευθερώνοντας την πρόσθετη ενέργεια με τη μορφή φωτός. Αυτή η διαδικασία εκπομπής φωτός είναι που παράγει τα χαρακτηριστικά χρώματα του βόρειου σέλας. Το μήκος κύματος του εκπεμπόμενου φωτός εξαρτάται από τον τύπο του ατόμου ή του μορίου που εμπλέκεται και το επίπεδο ενέργειας που επιτυγχάνεται κατά τη διάρκεια της αλληλεπίδρασης, το οποίο μπορεί να διερευνηθεί περαιτέρω σε τα στρώματα της ατμόσφαιρας της Γης.
Το οξυγόνο είναι υπεύθυνο για τα δύο βασικά χρώματα των σέλας. Το πράσινο/κίτρινο εμφανίζεται σε ενεργειακό μήκος κύματος του 557,7 nm, ενώ το πιο κόκκινο και μοβ χρώμα παράγεται από λιγότερο συχνό μήκος σε αυτά τα φαινόμενα, 630,0 nm. Συγκεκριμένα, χρειάζονται σχεδόν δύο λεπτά για να εκπέμψει ένα διεγερμένο άτομο οξυγόνου ένα κόκκινο φωτόνιο, και αν ένα άτομο συγκρουστεί με ένα άλλο κατά τη διάρκεια αυτού του χρόνου, η διαδικασία μπορεί να διακοπεί ή να τερματιστεί. Επομένως, όταν βλέπουμε κόκκινα σέλας, είναι πολύ πιθανό να βρεθούν στα υψηλότερα επίπεδα της ιονόσφαιρας, ύψους περίπου 240 χιλιομέτρων, όπου υπάρχουν λιγότερα άτομα οξυγόνου για να παρεμβαίνουν μεταξύ τους.
Χρώματα και αέρια: οξυγόνο και άζωτο
Τα χρώματα του βόρειου σέλας είναι το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης των ηλιακών σωματιδίων με διαφορετικά αέρια στην ατμόσφαιρα της Γης. Το οξυγόνο και το άζωτο είναι κυρίως υπεύθυνα για την ποικιλία των αποχρώσεων που βλέπουμε στον ουρανό κατά τη διάρκεια του βόρειου σέλας. Το οξυγόνο, όταν διεγείρεται από ηλιακά σωματίδια, μπορεί να εκπέμπει πράσινο ή κόκκινο φως, ανάλογα με το υψόμετρο στο οποίο συμβαίνει η αλληλεπίδραση. Σε χαμηλότερα υψόμετρα, γύρω στα 100 χιλιόμετρα, το οξυγόνο εκπέμπει πράσινο φως, ενώ σε μεγαλύτερα υψόμετρα, γύρω στα 200 χιλιόμετρα, εκπέμπει κόκκινο φως. Για μια πληρέστερη κατανόηση αυτού του φαινομένου, συνιστάται να διαβάσετε σχετικά το κρύο τις καθαρές νύχτες, όταν αυτά τα σέλας είναι πιο ορατά.
Το άζωτο, από την πλευρά του, συμβάλλει στις μπλε και μοβ αποχρώσεις του βόρειου σέλας. Όταν τα ηλιακά σωματίδια διεγείρουν τα μόρια αζώτου, μπορούν να εκπέμπουν μπλε ή μοβ φως, δημιουργώντας αντίθεση με τα χρώματα που παράγει το οξυγόνο. Ο συνδυασμός αυτών των χρωμάτων γεννά τα εντυπωσιακά πολύχρωμα σέλας που φωτίζουν τον νυχτερινό ουρανό στις πολικές περιοχές.
Τα χρώματα του βόρειου σέλας
Αν και τα βόρεια σέλας συνδέονται συνήθως με ένα έντονο πράσινο χρώμα, μπορούν στην πραγματικότητα να εμφανιστούν σε διάφορα χρώματα. Το πράσινο είναι το πιο κοινό λόγω της διέγερσης των ατόμων οξυγόνου σε ύψος περίπου 100 χιλιομέτρων. Ωστόσο, Σε διαφορετικά υψόμετρα και με διαφορετικούς τύπους αερίων, μπορεί να εμφανιστούν άλλα χρώματα:
- Πράσινο χρώμα: παράγεται από τη διέγερση του οξυγόνου σε υψόμετρο 100 km.
- Κόκκινο χρώμα: παράγεται από οξυγόνο σε μεγαλύτερα υψόμετρα, περίπου 200 km.
- Μπλε χρώμα: προκαλείται από την αλληλεπίδραση των ηλιακών σωματιδίων με το άζωτο.
- Μωβ χρώμα: επίσης αποτέλεσμα διέγερσης αζώτου, που προσθέτει αντίθεση στα πράσινα και κόκκινα φώτα.
Σέλας σε άλλους πλανήτες
Τα Σέλας δεν είναι αποκλειστικά της Γης. Χάρη στις παρατηρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble και των διαστημικών ανιχνευτών, μπορέσαμε να ανιχνεύσουμε σέλας σε άλλους πλανήτες του ηλιακού συστήματος, όπως ο Δίας, ο Κρόνος, ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας. Αν και το βασικός μηχανισμός σχηματισμού των σέλας είναι παρόμοια σε όλους αυτούς τους πλανήτες, υπάρχουν αξιοσημείωτες διαφορές στην προέλευση και τα χαρακτηριστικά τους. Για να κατανοήσουμε καλύτερα αυτές τις διαφορές, μπορεί κανείς να ερευνήσει εντυπωσιακά καιρικά φαινόμενα.
Στον Κρόνο, τα σέλας είναι παρόμοια με αυτά της Γης ως προς την προέλευσή τους, καθώς προκύπτουν επίσης από την αλληλεπίδραση μεταξύ του ηλιακού ανέμου και του μαγνητικού πεδίου του πλανήτη. Ωστόσο, στον Δία, η διαδικασία διαφέρει λόγω της επίδρασης του πλάσματος που παράγεται από το φεγγάρι Io, το οποίο συμβάλλει στο σχηματισμό έντονων και πολύπλοκων σέλας. Αυτές οι διαφορές καθιστούν τη μελέτη των σέλας σε άλλους πλανήτες ένα συναρπαστικό πεδίο έρευνας, επιτρέποντάς μας να κατανοήσουμε καλύτερα τις φυσικές διεργασίες που συμβαίνουν στο ηλιακό σύστημα.
Τα σέλας στον Ουρανό και τον Ποσειδώνα έχουν επίσης διακριτικά χαρακτηριστικά, λόγω της κλίσης των μαγνητικών αξόνων τους και της σύνθεσης της ατμόσφαιράς τους. Αυτές οι αποκλίσεις στη δομή και τη δυναμική των μαγνητικών πεδίων αυτών των πλανητών επηρεάζουν το σχήμα και τη συμπεριφορά των σέλας, προσφέροντας την ευκαιρία να διερευνηθεί πώς αλλάζουν αυτά τα φαινόμενα σε διαφορετικά πλανητικά περιβάλλοντα.
Επιπλέον, σέλας έχουν εντοπιστεί σε ορισμένους από τους δορυφόρους του Δία, όπως η Ευρώπη και ο Γανυμήδης, γεγονός που υποδηλώνει παρουσία πολύπλοκων μαγνητικών διεργασιών σε αυτά τα ουράνια σώματα. Στην πραγματικότητα, σέλας παρατηρήθηκαν στον Άρη από το διαστημικό σκάφος Mars Express κατά τη διάρκεια παρατηρήσεων που έγιναν το 2004. Ο Άρης δεν έχει μαγνητικό πεδίο ανάλογο με αυτό της Γης, αλλά έχει τοπικά πεδία, που σχετίζονται με τον φλοιό του, τα οποία είναι υπεύθυνα για τα σέλας σε αυτόν τον πλανήτη.
Αυτό το φαινόμενο έχει επίσης παρατηρηθεί πρόσφατα στον Ήλιο. Αυτά τα σέλας παράγονται από ηλεκτρόνια που επιταχύνονται μέσω μιας ηλιακής κηλίδας στην επιφάνεια. Αυτό τονίζει το σημασία των σέλας πέρα από τον πλανήτη μας, καθώς παρέχουν ζωτικής σημασίας πληροφορίες για τα μαγνητικά πεδία και τις ατμόσφαιρες άλλων ουράνιων σωμάτων.
Παρατηρώντας το Βόρειο Σέλας
Το να δεις το Βόρειο Σέλας είναι μια αξέχαστη εμπειρία, αν και απαιτεί προγραμματισμό και υπομονή. Για να βελτιώσετε τις πιθανότητες να τα εντοπίσετε, είναι απαραίτητο να επιλέξετε το ευνοϊκή ώρα και τοποθεσία. Μεταξύ των μέσων Αυγούστου και του Απριλίου, οι νύχτες είναι μεγαλύτερες και πιο σκοτεινές στις πολικές περιοχές, αυξάνοντας τις πιθανότητες να δούμε αυτό το φαινόμενο. Για όσους ενδιαφέρονται για το θέμα, είναι χρήσιμο να το αναθεωρήσουν Πληροφορίες για την Κιρούνα, την πόλη του Βόρειου Σέλας.
Οι καλύτερες περιοχές για να παρατηρήσετε το Βόρειο Σέλας περιλαμβάνουν τη Νορβηγία, την Ισλανδία, τη Φινλανδία, τη Σουηδία, τον Καναδά και την Αλάσκα, όπου ο καθαρός ουρανός και οι καιρικές συνθήκες ευνοούν το θέαμα. Συνιστάται να αναζητάτε μέρη μακριά από πόλεις για να αποφύγετε τη φωτορύπανση και να απολαύσετε καλύτερη όραση. Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα, συμβουλευτείτε Η εντυπωσιακή καταιγίδα Βόρειο Σέλας στον Καναδά.
Επιπλέον, είναι σημαντικό να προετοιμαστείτε για το κρύο και να φοράτε κατάλληλα ρούχα για χαμηλές θερμοκρασίες. Η υπομονή παίζει σημαντικό ρόλο, καθώς τα σέλας μπορούν να εμφανιστούν και να εξαφανιστούν γρήγορα. Η ενημέρωση σχετικά με τις προβλέψεις γεωμαγνητικής δραστηριότητας και η ύπαρξη κατάλληλης κάμερας βοηθούν στην καταγραφή αυτού του φαινομένου σε όλο του το μεγαλείο.
Ωστόσο, η κλιματική αλλαγή έχει αρχίσει να επηρεάζει και την ορατότητα των σέλας. Η άνοδος της θερμοκρασίας και το λιώσιμο των πολικών πάγων μπορεί να επηρεάσουν την πυκνότητα και τη σύνθεση της ατμόσφαιρας, αλλάζοντας ενδεχομένως τον τρόπο με τον οποίο φαίνονται τα σέλας από την επιφάνεια της Γης. Επιπλέον, η αυξανόμενη φωτορύπανση στις αστικές περιοχές καθιστά δύσκολη την προβολή αυτού του φυσικού φαινομένου, καθιστώντας απαραίτητο το ταξίδι σε απομακρυσμένες περιοχές για να απολαύσετε πλήρως την εμπειρία.
Το Βόρειο Σέλας είναι μια υπενθύμιση του μεγαλείου και της πολυπλοκότητας του σύμπαντος μας. Καθώς προχωράμε στην κατανόηση αυτών των φαινομένων, ανοίγεται μια σειρά από ευκαιρίες για να εξερευνήσουμε τη συναρπαστική ομορφιά τους και τις φυσικές διεργασίες πίσω από αυτά.
