Beveik visi yra girdėję ar matę šiaurės pašvaistės nuotraukas. Kai kuriems kitiems pasisekė juos pamatyti asmeniškai. Tačiau daugelis nežino kaip jie susidaro ir todėl.
Prasideda aurora borealis fluorescenciniu švytėjimu horizonte. Tada jis mažėja ir atsiranda apšviestas lankas, kuris kartais užsidaro labai ryškiu ratu. Bet kaip jis formuojamas ir su kuo susijusi jo veikla?
Šiaurės pašvaistės susidarymas
Šiaurės pašvaistės formavimasis susijęs su saulės aktyvumas, Žemės atmosferos sudėtis ir charakteristikos. Norint geriau suprasti šį reiškinį, įdomu apie tai paskaityti kosminiai uraganai ir kaip tai įtakoja šiaurės pašvaistės kartos.
Šiaurinius žiburius galima pastebėti žiedinėje srityje virš Žemės ašigalių. Bet iš kur jie atsiranda? Jie ateina iš Saulės. Vyksta Saulės subatominių dalelių bombos, susidariusios saulės audrų metu. Šios dalelės yra nuo purpurinės iki raudonos. Saulės vėjas keičia daleles ir, sutikę Žemės magnetinį lauką, jie nukrypsta, o ašigaliuose matoma tik dalis jo.
Elektronai, kurie sudaro saulės spinduliuotę, pasiekia magnetosferoje esančias dujų molekules, spinduliuodami spektrą, Žemės atmosferos dalis, sauganti Žemę nuo saulės vėjo ir sukelia sužadinimą atominiame lygyje, dėl kurio atsiranda liuminescencija. Ta liuminescencija sklinda po dangų, sukeldama gamtos reginį.
Šiaurės pašvaistės tyrimai
Yra tyrimų, kuriuose tiriama šiaurės pašvaistė, kai susidaro saulės vėjas. Taip atsitinka todėl, kad nors žinoma, kad saulės audros yra apytiksliai 11 metų laikotarpis, neįmanoma nuspėti, kada pasireikš šiaurės pašvaistė. Visiems žmonėms, kurie nori pamatyti šiaurės pašvaistę, tai yra baisus dalykas. Keliauti į ašigalius nėra pigu, o nematyti auroros labai slegia. Be to, gali būti naudinga žinoti šiaurės pašvaistė Ispanijoje tiems, kurie negali keliauti toli.
Norint suprasti, kaip formuojasi šiaurės pašvaistė, būtina suprasti du pagrindinius jų kūrimo elementus: saulės vėją ir magnetosferą. Saulės vėjas yra elektra įkrautų dalelių, pirmiausia elektronų ir protonų, srautas, skleidžiamas iš Saulės vainiko. Šios dalelės keliauja į įspūdingi greičiai, kurios gali siekti iki 1000 km/s, ir saulės vėjo pernešamos į tarpplanetinę erdvę.
Magnetosfera savo ruožtu veikia kaip skydas, apsaugantis Žemę nuo daugumos saulės vėjo dalelių. Tačiau poliariniuose regionuose Žemės magnetinis laukas yra silpnesnis, todėl kai kurios dalelės gali prasiskverbti į atmosferą. Ši sąveika intensyviausia geomagnetinių audrų metu, kai saulės vėjas yra stipriausias ir gali sukelti trikdžius magnetosferoje.
Dalelių sąveika su Žemės atmosfera
Kai įkrautos saulės vėjo dalelės prasiskverbia į Žemės atmosferą, jos sąveikauja su joje esančiais atomais ir molekulėmis, pirmiausia deguonimi ir azotu. Šis sąveikos procesas sukuria šiaurės pašvaistę, kuri sukuria spalvas ir formas, kurias matome danguje. Saulės dalelės perduoda energiją atmosferoje esančius atomus ir molekules, juos sujaudindami ir padidindami energetinę būseną.
Kai atomai ir molekulės pasiekia šią sužadintą būseną, jie linkę grįžti į pradinę būseną, išleisdami papildomą energiją šviesos pavidalu. Šis šviesos spinduliavimo procesas sukuria būdingas šiaurės pašvaistės spalvas. Skleidžiamos šviesos bangos ilgis priklauso nuo dalyvaujančio atomo ar molekulės tipo ir sąveikos metu pasiekto energijos lygio, kurį galima toliau tirti Žemės atmosferos sluoksniai.
Deguonis yra atsakingas už dvi pagrindines auroros spalvas. Žalia/geltona spalva atsiranda esant energijos bangos ilgiui 557,7 nm, o raudona ir violetinė spalva atsiranda dėl rečiau šių reiškinių ilgio, 630,0 nm. Visų pirma, sužadintas deguonies atomas išspinduliuotų raudoną fotoną užtrunka beveik dvi minutes, o jei per tą laiką vienas atomas susiduria su kitu, procesas gali būti nutrauktas arba nutrauktas. Todėl, kai matome raudonas auroras, jos greičiausiai randamos aukštesniuose jonosferos lygiuose, maždaug 240 kilometrų aukštyje, kur yra mažiau deguonies atomų, trukdančių vienas kitam.
Spalvos ir dujos: deguonis ir azotas
Šiaurės pašvaistės spalvos yra saulės dalelių sąveikos su įvairiomis dujomis Žemės atmosferoje rezultatas. Deguonis ir azotas pirmiausia yra atsakingi už atspalvių įvairovę, kurią matome danguje per Aurora borealis. Deguonis, sužadintas saulės dalelių, gali skleisti žalią arba raudoną šviesą, priklausomai nuo aukščio, kuriame vyksta sąveika. Mažesniame aukštyje, apie 100 kilometrų, deguonis skleidžia žalią šviesą, o didesniame – apie 200 kilometrų – raudoną šviesą. Norint geriau suprasti šį reiškinį, rekomenduojama perskaityti apie šaltis giedromis naktimis, kai šios pašvaistės yra labiausiai matomos.
Azotas savo ruožtu prisideda prie mėlynos ir violetinės šiaurės pašvaistės atspalvių. Kai saulės dalelės sužadina azoto molekules, jos gali išsiskirti mėlyna arba violetinė šviesa, sukuriant kontrastą su deguonies gaminamomis spalvomis. Šių spalvų derinys atsiranda įspūdingos įvairiaspalvės auroros, kurios apšviečia naktinį dangų poliariniuose regionuose.
Šiaurės pašvaistės spalvos
Nors šiaurės pašvaistė dažniausiai asocijuojasi su ryškiai žalia spalva, iš tikrųjų jos gali būti įvairių spalvų. Žalia spalva yra labiausiai paplitusi dėl deguonies atomų sužadinimo maždaug 100 kilometrų aukštyje. Tačiau Skirtinguose aukščiuose ir su skirtingų tipų dujomis gali atsirasti kitų spalvų:
- Žalia spalva: susidaro sužadinant deguonį 100 km aukštyje.
- Raudona spalva: sukuria deguonis didesniame aukštyje, apie 200 km.
- Mėlyna spalva: atsiranda dėl saulės dalelių sąveikos su azotu.
- Violetinė spalva: taip pat azoto sužadinimo rezultatas, kuris suteikia kontrasto žaliai ir raudonai šviesoms.
Auroros kitose planetose
Auroros nėra išskirtinės Žemei. Hablo kosminio teleskopo ir kosminių zondų stebėjimų dėka mums pavyko aptikti auroras kitose Saulės sistemos planetose, tokiose kaip Jupiteris, Saturnas, Uranas ir Neptūnas. Nors pagrindinis formavimo mechanizmas Auroros yra panašios visose šiose planetose, jų kilmė ir savybės labai skiriasi. Norint geriau suprasti šiuos skirtumus, galima atlikti tyrimus įspūdingi oro reiškiniai.
Saturne auroros savo kilme panašios į esančias Žemėje, nes taip pat atsiranda dėl Saulės vėjo ir planetos magnetinio lauko sąveikos. Tačiau Jupiteryje procesas skiriasi dėl plazmos, kurią gamina mėnulis Io, įtakos, kuri prisideda prie intensyvių ir sudėtingų aurorų susidarymo. Dėl šių skirtumų kitų planetų aurorų tyrimas yra patraukli tyrimų sritis, leidžianti geriau suprasti Saulės sistemoje vykstančius fizinius procesus.
Urano ir Neptūno pašvaistės taip pat turi išskirtinių bruožų dėl magnetinių ašių pasvirimo ir atmosferos sudėties. Šie šių planetų magnetinių laukų struktūros ir dinamikos skirtumai daro įtaką aurorų formai ir elgesiui, suteikdami galimybę ištirti, kaip šie reiškiniai kinta skirtingose planetų aplinkose.
Be to, pašvaistės buvo aptiktos kai kuriuose Jupiterio palydovuose, tokiuose kaip Europa ir Ganimedas, o tai rodo sudėtingų magnetinių procesų buvimas ant šių dangaus kūnų. Tiesą sakant, auroras Marse pastebėjo erdvėlaivis „Mars Express“ 2004 m. atliktų stebėjimų metu. Marse nėra analogiško Žemės magnetinio lauko, tačiau jame yra vietinių laukų, susijusių su jo pluta, kurie yra atsakingi už auroras šioje planetoje.
Šis reiškinys taip pat neseniai buvo pastebėtas Saulėje. Tai pabrėžia Auroros svarba už mūsų planetos ribų, nes jie suteikia gyvybiškai svarbios informacijos apie kitų dangaus kūnų magnetinius laukus ir atmosferas.
Šiaurės pašvaistės stebėjimas
Matyti šiaurės pašvaistę – nepamirštama patirtis, nors tam reikia planavimo ir kantrybės. Norint padidinti tikimybę juos pastebėti, būtina pasirinkti palankus laikas ir vieta. Nuo rugpjūčio vidurio iki balandžio naktys yra ilgesnės ir tamsesnės poliariniuose regionuose, todėl padidėja tikimybė pamatyti šį reiškinį. Besidomintiems šia tema, pravartu peržiūrėti Informacija apie Kiruną, Šiaurės pašvaistės miestą.
Geriausi regionai šiaurės pašvaistėms stebėti yra Norvegija, Islandija, Suomija, Švedija, Kanada ir Aliaska, kur giedras dangus ir oro sąlygos yra palankios reginiui. Vietų patartina ieškoti atokiau nuo miestų išvengti šviesos taršos ir mėgautis geresniu regėjimu. Jei norite sužinoti daugiau, pasikonsultuokite Įspūdinga šiaurės pašvaistės audra Kanadoje.
Be to, labai svarbu pasiruošti šalčiui ir dėvėti žemai temperatūrai tinkamus drabužius. Kantrybė vaidina svarbų vaidmenį, nes pašvaistės gali atsirasti ir greitai išsisklaidyti. Informacijos apie geomagnetinio aktyvumo prognozes ir tinkamos kameros turėjimas padeda užfiksuoti šį reiškinį visu savo puošnumu.
Tačiau klimato kaita taip pat pradėjo daryti įtaką auroros matomumui. Kylanti temperatūra ir tirpstantis poliarinis ledas gali paveikti atmosferos tankį ir sudėtį, o tai gali pakeisti tai, kaip auroros matomos iš Žemės paviršiaus. Be to, dėl didėjančios šviesos taršos miesto vietovėse sunku pamatyti šį gamtos reiškinį, todėl norint visapusiškai mėgautis patirtimi, reikia keliauti į atokias vietoves.
Šiaurės pašvaistė primena mūsų visatos didybę ir sudėtingumą. Tobulėjant šių reiškinių supratimui, atsiveria daugybė galimybių tyrinėti žavų jų grožį ir už jų esančius fizinius procesus.
