zinātne aiz apžilbinošās ziemeļblāzmas


polārās gaismas vai polārās gaismas ir vienas no elpu aizraujošākajām dabas brillēm.

Polārblāzmu var definēt kā atmosfēras parādību, kas rodas, kad elektriski lādētas daļiņas no saules satiekas ar gāzes atomiem zemes atmosfērā. Šajā sadursmē atbrīvotā enerģija galu galā rada krāsainu gaismas spēli, kas ir redzama Zemes polārajos reģionos.

Polārblāzmas visbiežāk sastopamas apgabalos uz dienvidiem no poliem, jo Zemes asaru magnētiskais lauks, kas darbojas kā vairogs, kas pasargā mūs no saules vēja un saules vētrām, kas notver uzlādētās daļiņas no magnetosfēras un novirza tos uz ģeomagnētiskajiem poliem, kas atrodas tuvu ģeogrāfiskajiem poliem.

Kad daļiņas saduras ar atomiem un molekulām Zemes augšējos atmosfēras slāņos, elektroni Zemes magnetosfērā nodod savu enerģiju skābekļa un slāpekļa atomiem un molekulām. Kad gāzes atgriežas normālā stāvoklī, tās gaismas veidā izstaro nelielus enerģijas uzliesmojumus. Kvēlojošo polārblāzmu veido miljards atsevišķu sadursmju, kas izgaismo Zemes magnētisko lauku.

Auroras, iespējams, ir attēlotas dažos aizvēsturiskos alu gleznojumos. Tiek uzskatīts, ka kromanjonas zīmējumi ar nosaukumu “Macaronis” ir datēti ar aptuveni 30 000 gadu pirms mūsu ēras. B.C., varētu būt polārblāzmas attēlojums.

makaroni
Avots: NASA

Vecākais rakstītais polārblāzmas ieraksts ir atrodams ķīniešu darbā no 2600. g. pirms mūsu ēras. kas izskaidro Huangdi, Dzeltenā imperatora – viena no pieciem senās Ķīnas mitoloģiskajiem imperatoriem – dzimšanu. Huandi tika attēlots kā centralizētas valsts aizsācējs un kā kosmiskais valdnieks.

Nosaukumu “Aurora borealis” izdomāja itāļu astronoms un zinātnieks Galileo Galilejs mūsu ēras 1619. gadā. Termins “Aurora” attiecas uz Auroru, romiešu rītausmas dievieti, un “Borealis” cēlies no sengrieķu ziemeļu vēja dieva Boreas vārda.

Dienvidu polārblāzmas nosaukums ir Aurora australis. “Australis” cēlies no latīņu vārda “Austra”, kas nozīmē “dienvidi”. Terminu “Aurora australis” ieviesa britu pētnieks Džeimss Kuks pēc ekspedīcijas uz polāro loku laikā no 1772. līdz 1775. gadam.

Saules lādētās daļiņas galvenokārt saduras ar slāpekļa un skābekļa atomiem Zemes atmosfērā dažādos augstumos no 50 jūdzēm līdz 400 jūdzēm. Polārblāzmas krāsas ir atkarīgas no tā, kuras gāzes molekulas mijiedarbojas ar saules vēju, cik daudz enerģijas ir saules vējā esošajiem elektroniem to sadursmes brīdī un kādā augstumā notiek mijiedarbība.

Augstas enerģijas elektroni, kas saduras ar skābekli augstāk jonosfērā (vairāk nekā 180 jūdzes), izstaro sarkano gaismu, savukārt zemas enerģijas elektroni, kas saduras ar skābekli dziļāk jonosfērā (no aptuveni 62 līdz 186 jūdzēm), izraisot skābekļa izstarošanos zaļā vai zaļgani dzeltenā krāsā. gaisma. Sadursmes ar slāpekli parasti izraisa sarkanu vai zilu gaismu. Krāsas, piemēram, purpursarkana, rozā un balta, var rasties, sajaucot šīs krāsas.

Sadursmju rezultātā tiek izstarota arī ultravioletā gaisma, kas ir neredzama ar neapbruņotu aci, bet to var uztvert īpašas satelītu kameras.

Zaļās polārblāzmas ir visizplatītākās, jo Zemes atmosfērā ir daudz atomu skābekļa un cilvēka acs ir jutīgāka pret zaļo krāsu. Arī zilā un purpursarkanā krāsa naksnīgajās debesīs nav īpaši redzama.

Zilās un purpursarkanās gaismas var būt biežāk sastopamas zemākā augstumā, tāpēc tās parasti atrodas polārblāzmas “aizkaru” apakšējās malās. Zilā un violetā gaisma ir saistīta ar molekulāro slāpekli Zemes atmosfēras zemākajā daļā, lai gan saules gaismas ietekme retos gadījumos var radīt arī zilu gaismu.

Ziemeļblāzma Norvēģijā
Zilganas ziemeļblāzmas Norvēģijā, 2006. Avots: Rafal Konieczny/Wikimedia Commons

Polārblāzmas parasti atrodas Auroras ovālā — gredzenveida joslā, kuras diametrs ir aptuveni 2500 jūdzes, netālu no Zemes magnētiskajiem poliem. Polārblāzmas ovāls ir asimetrisks, un to var pārvietot saules vējš; tas arī nedaudz paplašinās un saraujas līdz ar aurālās aktivitātes līmeni.

Ziemeļblāzma, visticamāk, būs redzama augstos ziemeļu platuma grādos, īpaši tajos, kas atrodas netālu no polārā loka centra.

Ziemeļblāzma ir bieži redzama Aļaskā, īpaši Fērbenksas apgabalā, kas atrodas zem Aurora ovāla.

Ziemeļblāzmu var redzēt arī Kanādā, Krievijā, Islandē, dažās vietās ASV, augstajā arktiskajā tundras ekoreģionā Grenlandē, Zviedrijā, Somijas Lapzemē un Norvēģijā, īpaši netālu no Trumses, pilsētas ziemeļos no valsts centra Auroras ovāliem plkst. nakts — un tā kā polārā nakts Tromsē tās atrašanās vietas dēļ var ilgt sešas nedēļas vai ilgāk — padarot gaismas redzamākas.

Aurora Borealis un Aurora Australis

Polārblāzmas ir sastopamas ne tikai Arktikā, bet arī Antarktīdā. Polārblāzmas Zemes dienvidu polā tiek sauktas par ziemeļblāzmu jeb dienvidu blāzmu. Tā ir tieši tāda pati parādība, izņemot to, ka tā notiek augstos dienvidu platuma grādos.

Dienvidu puslodē polārblāzmas ovāls pārsvarā atrodas virs okeāniem ap Antarktīdu, bet dažkārt tas sasniedz Jaunzēlandes, Čīles, Austrālijas, dažkārt pat Argentīnas un Dienvidāfrikas malas.

Polārblāzmas ir novērotas arī uz citām Saules sistēmas planētām.

Ne visām šīm planētām ir magnetosfēras, taču zinātnieki ir atklājuši, ka Saules vēja mijiedarbība ar planētas atmosfēru var būt pietiekama, lai radītu polārblāzmu uz planētām ar vāju magnētisko lauku.

Tā kā katras planētas atmosfēras sastāvs ir atšķirīgs, polārblāzmas uz citām planētām izskatās savādāk. Piemēram, Venerai nav spēcīga magnētiskā lauka, taču tās atmosfērā ir daudz oglekļa dioksīda un tikai neliels daudzums skābekļa un slāpekļa atomu. Šī iemesla dēļ polārblāzmas uz Veneras nav pietiekami spilgtas, lai tās būtu redzamas no planētas virsmas, tikai no kosmosa.

Gluži pretēji, Jupitera magnētiskais lauks ir 20 000 reižu spēcīgāks nekā Zemes, tāpēc milzu planētas polārblāzmas ir daudz spožākas nekā mūsējās. Tomēr Jupitera magnētiskais lauks To pastāvīgi bombardē daļiņas no blakus esošā pavadoņa Io, izņemot saules vēju. Jupitera polārblāzmās ir konstatēti rentgena uzliesmojumi Io lādētā sēra un skābekļa jonu un Jupitera magnētiskā lauka mijiedarbības dēļ.

Saturna atmosfēra ir piepildīta ar aizraujošām ūdeņraža formām, tāpēc tās polārblāzmas ir sarkanas/rozā un purpursarkanas, kā to attēlo NASA kosmosa kuģis Cassini. Tam ir arī polārblāzma ultravioletā un infrasarkanā viļņa garuma diapazonā (cilvēka acs nav redzama).

Uz Marsa polārblāzmas aktivitāte ir ierobežota ar apgabaliem, ko aptver globālā magnētiskā lauka paliekas kāda Sarkanajai planētai esot bijusi pagātnē.

Polārblāzmas ir konstatētas arī Neptūnā, Urānā, uz Jupitera ģimenes komētas 67P/Churyumov-Gerasimenko tālu ultravioletā viļņa garumā (ar ESA kosmosa kuģi Rosetta) un uz īpaši vēsās brūnās pundurzvaigznes LSR J1835+3259.