Поларна светлост (лат. aurora polaris)

Марија Атанацковић

• Поларна светлост (лат. aurora polaris) је светлење ноћног неба, обично у поларним зонама. На северу се назива аурора бореалис (лат. Aurora borealis), а када се јави на Јужном полу аурора аустралис (лат. aurora australis). Пошто су обе ауроре истог порекла научници појаву називају 'поларна аурора' ("aurora polaris" - лат. северна зора). Име 'северна зора' је настало од утиска који се стиче при појави ауроре, посебно гледано из Европе - на северном хоризонту се указује црвенкаста светлост као, на истоку, у зору, пред излазак сунца.

• Данас је познато да аурору изазивају електрони са енергијама у опсегу 1-15 keV, тј. електрони који су убрзани напоном од 1000 V до 15.000 V.

• Светлост настаје када се ти електрони сударају са атомима у горњим слојевима атмосфере, обично на висинама 80-150 km.

• У светлу преовлађује емисија атомског кисеоника - зеленкаста линија на 557,7 nm и (нарочито код електрона ниже енергије и на већим висинама) тамно црвена линија на 630,0 nm.

• Обе линије потичу од забрањених прелаза атомског кисеоника са енергијских нивоа који су (у одсуству судара) стабилни чиме се објашњава споро паљење и гашење (0,5 - 1 s) аурориних зракова.

• Многе друге спектралне линије такође су заступљене, нарочито оне молекулског азота, и оне се пале и гасе много брже, откривајући прави динамички карактер аурора.

• Ауроре такође могу да се опазе у ултраљубичастом (UV) делу спектра, што се посебно добро региструје из свемира (али не и са земље јер атмосфера апсорбује UV зраке). Свемирска сонда "Полар" је регистровала аурору чак и у подручју X-зрака.

• Аурора се јавља или као „дифузно светљење“ или као „завеса“ која се шири у правцу исток-запад. Понекад се образују „мирни лукови“ а некада се светлост непрекидно мења на небу („активна аурора“).

• Свака завеса се састоји од бројних паралелних зракова, усмерених у правцу локалног магнетног поља што наводи да је аурора условљена Земљиним магнетским пољем.

Учесталост појављивања

• Појава поларне светлости везана је за магнетне буре које су опет повезане са једанаестогодишњим циклусом активности сунчевих пега.

• Такође је уочено да до геомагнетних бура најчешће долази у време равнодневице, дакле у рано пролеће или јесен што је помало загонетно јер активност на половима нема много везе са годишњим добима.

Сунчев ветар и магнетосфера

• Норвешки истраживач Кристијан Биркеланд је 1916. први предвидео постојање Сунчевог ветра. Претпоставио је да су Сунчеви зраци и позитивног и негативног наелектрисања.

• Фредерик Линдеман је 1919. претпоставио да са Сунца долазе протони и електрони.

• Тридесетих година 20. века научници су претпоставили да Сунчева корона има температуру од неколико милиона степени.

• Британски математичар Сидни Чапман је педесетих израчунао

својства гаса на таквој температури и закључио да се топлота кроз корону мора протезати у простору још даље од Земље.

• Немачки научник Лудвиг Бирман се такође педесетих заинтересовао за чињеницу да комета увек има реп супротно од Сунца.

• Бирман је закључио да Сунце емитује сталну струју честица, која потискује кометин реп.

• Еуген Паркер је 1958. тај феномен прозвао „Сунчев ветар“. Паркер је показао да иако је Сунчева корона јако привучена Сунчевом гравитацијом, да је она тако добар проводник да је још увек врућа на великим удаљеностима.

• Пошто гравитација опада са удаљеношћу од Сунца, вањска коронарна атмосфера надзвучном брзином бежи у међузвездани простор.

• Паркер је послао свој rad у Аstrofisical Јоurnal, али двоје рецензената су му одбили рад.

• Рад је ипак прихватио Чандрасекар (добитник Нобелове награде за физику 1983. године).

• Совјетски сателит Луна 1. је јануара 1959. први пут мерио јачину сунчевог ветра.

• Користили су сцинтилационе бројаче и гасне јонизационе детекторе.

• Мерење су три године касније поновили Американци користећи Маринер 2.

• Паркерова теорија није могла објаснити убрзање брзог ветра.

• Прву нумеричку симулацију Соларног ветра у Сунчевој корони користећи магнетохидродинамичке једначине извели су Пнеуман и Кноп 1971.

• Касних деведесетих ултраљубичасти коронални спектрометар, који се налазио на СОХО (Соларној и хелиографској опсерваторији) свемирској опсерваторији омогућио је да се види да је подручје убрзања Сунчева ветра у поларним подручјима Сунца и нађено је да је убрзање много јаче од онога које би се очекивало само од топлинског ефекта.

• Паркеров модел је предвиђао да се бег Сунчева ветра дешава на 4 сунчева радијуса, али мерења показују да се дешава на једном сунчевом радијусу изнад фотосфере.

• То говори да постоји додатни механизам убрзања сунчева ветра.

Ауроре на другим планетама

• Аурора на Јупитеру. Сјајна тачка на левој страни је завршетак магнетске линије с Иом, тачке на дну воде до Ганимеда и Европе

• Аурора је опажена и на Јупитеру и Сатурну, планетама чија су магнетска поља много снажнија од Земљиног.

• Покреће их, као и на Земљи, Сунчев ветар. • Јупитерови месеци, посебно Ио, такође узрокују

снажне ауроре које се јављају због електричних струја дуж силница магнетског поља између ротирајуће планете и месеца који кружи око њега (динамо учинак).

• Ио (који има активни вулканизам и јоносферу) је посебно снажан извор ауроре; његове струје емитују и радио-таласе, откривене 1955.

• Недавно је поларна светлост откривена и на Марсу

• Због недостатка јаког магнетског поља, раније се веровало како је то немогуће.

Polarna svetlost na srpskom nebu

• Sekretar astronomskog društva “Ruđer Bošković” Milan Jeličić kaže da je vidljiva polarna svetlost uobičajena na zemljinim polovima, ali da sada postoji mogućnost da i naši građani uživaju u prelepom prizoru.

“ Na nebu se vide kao neke “zavesice” raznih boja – crvene, zelene, plave. Ti snopovi tokom vremena menjaju i svoj oblik”, objašnjava Jeličić. On napominje da je potrebno izaći van gradskih sredina, jer od svetala i zagađenosti nije moguće videti čisto nebo.

• Solarna oluja koja je pogodila Zemlju 24. januara bila je najjača u poslednjih nekoliko godina, ali je istovremeno bila i prilika za mnoge da uhvate fenomenalne snimke polarne svetlosti

• Nedelja u kojoj se moglo uživati u zapanjujućim trenucima polarne svetlosti se bliži kraju, a norveški fotograf Terja Sorgjerd izabrao je najlepše prizore na granici Norveške i Rusije.

• Polarna svetlost iznad Kalgarija u Kanadi