Daca mergeti in excursie cu cortul in apropiere de granita dintre Statele Unite ale Americii si Canada sau in alte regiuni nordice, s-ar putea sa vedeti niste lumini stranii pe cerul noptii. Uneori aceste lumini seamana cu un apus de soare. Alteori, ele pot arata ca niste panglici de lumina ce danseaza pe cer. Luminile pot fi rosii, verzi, albastre sau o combinatie intre aceste culori. Ceea ce vedeti reprezinta aurore boreale sau, pe scurt, aurore.
Aurorele au insemnat diverse lucruri pentru diverse culturi. Vikingii credeau ca aurorele erau reflexiile armurilor Valkiriilor mitice. Pentru nativii eschimosi din Groenlanda si din apropierea Canadei, aurorele erau comunicari din partea mortilor. Pentru indienii americani, acestea erau lumini ale unor focuri uriase de tabara din nordul indepartat. In epoca medievala, aurorele erau vazute ca semne prevestitoare de razboi sau dezastre. Astazi, stim ca aurorele sunt niste fenomene de lumina cauzate de particulele de mare energie ale vanturilor solare ce interactioneaza cu campul magnetic al Pamantului. Cu toate acestea, faptul ca stim care este cauza fizica a existentei aurorelor, nu diminueaza frumusetea naturala a acestor spectacole de lumini.
Deoarece aurorele sunt cauzate de interactiunea vanturilor solare cu campul magnetic al Pamantului, acestea sunt vazute cel mai adesea in apropierea polilor (nord si sud). In nord, ele sunt numite aurore boreale sau Luminile Nordului. Aurora este numele zeitei romane a zorilor, iar “boreala” inseamna “de nord”, in latina. In emisfera sudica, aurorele sunt numite aurore australis (latina pentru sud).
Aurorele urmeaza ciclurile solare si au tendinta sa fie mai frecvente la sfarsitul toamnei si la inceputul primaverii (octombrie, februarie si martie sunt cele mai bune luni in care pot fi vazute aurorele). In jurul Cercului Arctic, in nordul Norvegiei si Alaskai, le poti vedea aproape in fiecare noapte. Pe masura ce mergi catre sud, frecventa aurorelor scade. In sudul Norvegiei, sudul Alaskai, Scotia si Marea Britanie, aurorele pot fi vazut pana la de 10 ori pe luna. La granita dintre Statele Unite ale Americii si Canada, aurorele pot fi vazute de doua sau patru ori pe an. O data sau de doua ori intr-un secol, acestea ar putea fi vazute in sudul Statelor Unite, in Mexic si in regiunile ecuatoriale.
Cum arata aurorele?
Aurorele pot avea diverse infatisari. Acestea pot arata ca niste lumini portocalii sau rosii la orizont, ca un rasarit sau apus de soare. Uneori aurorele pot fi confundate cu niste incendii aflate la distanta, asa cum au crezut indienii americani. De asemenea, aurorele pot arata ca niste perdele sau panglici care se misca si se unduiesc in timpul notpii. Aurorele pot fi verzi, rosii sau albastre. Deseori ele sunt o combinatie a acestor culori, fiecare culoare fiind vizibila la o altitudine diferita in atmosfera. De exemplu:
• Culorile albastru si violet sunt vizibile la altitudinea de 120 de kilometri.
• Culoarea verde este vizibila la altitudinile cuprinse intre 120 si 180 de kilometri.
• Culoarea rosie este vizibila la altitudini de peste 180 de kilometri.
Dupa un maxim solar deosebit de activ in ciclul de soare, culoarea rosie ar putea aparea la altitudini cuprinse intre 90 si 100 de kilometri.
Ionii de oxigen emit lumina rosie si galbena. Ionii de azot emit lumina rosie, albastra si violet. Vedem lumini verzi in regiunile atmosferei unde sunt prezenti atat ioni de oxigen, cat si ioni de azot. Vedem culori diferite, la altitudini diferite, deoarece concentratia de oxigen si azot se schimba odata cu altitudinea. Aurorele pot varia in ceea ce priveste luminozitatea. Oamenii care observa aurorele in mod regulat, folosesc o scara de evaluare de la zero (luminozitate slaba) la patru (luminozitate extrema). Acestia noteaza ora, data, latitudinea si culorile unei aurore si fac schite rapide ale acesteia. Asemenea rapoarte ii ajuta pe astronomi, astrofizicieni si pe oamenii de stiinta sa monitorizeze aceste activitati. Aurorele ne pot ajuta sa intelegem campul magnetic al Pamantului si modul in care se schimba acesta in timp.
Deoarece campul magnetic al Pamantului este tridimensional, aurorele apar ca niste inele ovale in jurul polilor. Acest lucru a fost observat de sateliti, de Statia Spatiala Internationala si de navele spatiale. Nu sunt cercuri perfecte, insa, deoarece campul magnetic al Pamantului este distorsionat de vanturile solare. Inelul auroral poate varia in diametru. In general aurorele sunt vazute in apropiere de regiunile polare. Acestea, de multe ori, au loc in perechi – cand apare o aurora boreala, cel mai probabil exista si o aurora australis in emisfera sudica.
Ce cauzeaza aurorele?
Aurorele sunt indicatoare ale legaturii dintre soare si Pamant. Frecventa aurorelor este corelata cu frecventa activitatilor solare si cu ciclurile solare de 11 ani. Pe masura ce procesul de fuziune are loc in interiorul soarelui, acesta imprastie particule de mare energie si radiatii in vantul solar. Cand activitatea solara este ridicata, veti vedea deasemenea explozii mari numite eruptii solare si ejectii coronale de masa. Aceste particule de mare energie si radiatii sunt eliberate in spatiu si calatoresc in intregul sistem solar. Cand ating Pamantul, ele se confrunta cu campul magnetic al acestuia.
Polii campului magnetic al Pamantului se afla in apropierea polilor geografici, insa nu chiar in aceleasi puncte. Oamenii de stiinta cred ca nucleul din fier lichid al Pamantului se invarte si creeaza campul magnetic. Campul este distorsionat de vantul solar, fiind comprimat in partea dinspre soare si atras in partea opusa soarelui. Vanturile solare creeaza o deschidere in campul magnetic la cuspidele polare. Cuspidele polare se gasesc pe partea solara a magnetosferei (zona din jurul Pamantului care este influentata de campul magnetic).
Iata care sunt pasii care duc la formarea aurorelor:
1. Pe masura ce particulele incarcate ale vanturilor si eruptiilor solare lovesc campul magnetic al Pamantului, acestea calatoresc de-a lungul liniilor campului.
2. Unele particule sunt deviate, in timp ce altele interactioneaza cu liniile campului magnetic, determinand curentii de particule incarcate sa calatoreasca spre ambii poli – acesta este motivul pentru care exista aurore simultane in ambele emisfere. Acesti curenti se numesc “curentii Birkeland”, dupa fizicianul norvegian, Kristian Birkeland, care le-a descoperit.
3. Cand o sarcina electrica taie campul magnetic, aceasta genereaza un curent electric. Pe masura ce acesti curenti electrici coboara in atmosfera de-a lungul liniilor campului, ei aduna si mai mult energie.
4. Cand ajung in ionosfera Pamantului, curentii se ciocnesc cu ioni de oxigen si azot.
5. Particulele afecteaza ionii de oxigen si azot si le transfera energia proprie acestor ioni.
6. Absorbtia energiei de catre ionii de oxigen si azot stimuleaza electronii din interiorul lor.
7. Cand ionii stimulati se relaxeaza, electronii din atomii de oxigen si azot revin la orbitele lor initiale. In acest proces, ei emit energia sub forma de lumina. Aceasta lumina compune aurora, iar diferitele culori provin de la luminile emise de diferiti ioni.
Aurore pe alte planete
Deoarece aurorele sunt cauzate de interactiunile vanturilor si eruptiilor solare cu campul magnetic al Pamantului, ai putea crede ca acestea pot exista si pe alte planete. Pentru ca aurorele sa aiba loc, este nevoie de urmatoarele conditii:
• Eruptii si vanturi solare care furnizeaza particulele incarcate si energia care sa interactioneze cu campul magnetic al unei planete.
• Un camp magnetic care sa capteze electronii din spatiu.
• O atmosfera planetara care contine gaze ionice care interactioneaza cu electronii energetici din campul magnetic si produc lumina prin stimularea si relaxarea electronilor lor.
Deci, cu aceste conditii, s-au putut observa aurore pe Jupiter si Saturn. Ambele planete au campuri magnetice puternice si atmosfere cu gaze ionizate, in principal hidrogen si heliu. Telescopul Spatial Hubble a capturat imagini ale aurorelor de pe Jupiter, iar sonda spatiala Cassini care orbiteaza planeta Saturn a fotografiat aurorele de pe aceasta.
VIDEO: Aurora din Finlanda:
https://www.youtube.com/watch?v=wBi3n6oCtNg
