Aurora polară este o lumină care apare pe cerul nopții în apropierea polilor magnetici ai Pământului, sub forma unor perdele, arcuri sau raze verzi, roșii și violete. Este produsă de particule venite de la Soare, care ciocnesc atomii și moleculele din atmosfera înaltă și îi fac să emită lumină, într-un mod asemănător cu cel în care funcționează un tub luminos.
Pe cerul emisferei nordice fenomenul se numește aurora boreală, iar în emisfera sudică, aurora australă. Cele două sunt în esență același proces, doar că se produc la capete opuse ale planetei. Mai jos urmărim drumul particulelor de la Soare până la atmosferă, culorile și locurile unde poți avea șansa să vezi spectacolul.
De unde vin particulele care aprind cerul
Soarele nu emite doar lumină. El aruncă permanent în spațiu un curent de particule încărcate electric, în special electroni și protoni, numit vânt solar. Despre structura și activitatea stelei noastre poți citi și în articolul despre Soare și energia lui. Din când în când, în atmosfera solară au loc erupții și ejecții de masă coronală, iar vântul devine mult mai intens.
Când acest val ajunge în dreptul Pământului, după una până la câteva zile de călătorie, el nu poate pătrunde pur și simplu până la sol. Planeta este înconjurată de o magnetosferă, o regiune în care câmpul magnetic domină mișcarea particulelor încărcate. Cum se formează acest scut și de ce există, explicăm în articolul despre câmpul magnetic al Pământului.
Rolul câmpului magnetic
Particulele încărcate nu pot traversa liniile de câmp magnetic, ci se rotesc în jurul lor. O parte dintre ele sunt astfel ghidate de-a lungul liniilor de câmp spre regiunile din jurul polilor magnetici, unde liniile coboară aproape vertical spre suprafață. De aceea aurora apare într-un inel, numit oval auroral, în jurul fiecărui pol magnetic, și nu deasupra întregii planete.
Cum apare lumina în atmosferă
Electronii care coboară ajung, la aproximativ 100-300 de kilometri altitudine, într-o atmosferă foarte rarefiată. Acolo se ciocnesc cu atomi de oxigen și cu molecule de azot. Fiecare ciocnire mută temporar un electron al atomului lovit pe un nivel de energie mai ridicat. Atomul nu rămâne în această stare: revine rapid la nivelul inițial și eliberează energia sub formă de lumină cu o culoare precisă.
Procesul seamănă cu ce se întâmplă într-un tub cu neon, unde un gaz străbătut de curent electric strălucește. Dacă te interesează ce stă în spatele acestor niveluri de energie, găsești baza în articolul despre atom.
De ce sunt culorile diferite
Culoarea depinde de gazul care emite și de înălțimea la care are loc ciocnirea. Tabelul de mai jos rezumă cazurile principale.
| Culoare | Gaz implicat | Altitudine aproximativă |
|---|---|---|
| Verde-gălbui | Oxigen atomic | 100-150 km |
| Roșu | Oxigen atomic | peste 200 km |
| Albastru-violet | Azot molecular | sub 100 km, la marginea de jos a perdelelor |
| Roz sau purpuriu | Azot | marginea inferioară în furtuni puternice |
Verdele domină pentru că ochiul uman este foarte sensibil la această lungime de undă, iar oxigenul la altitudinea respectivă este suficient de abundent. Roșul este mai slab și mai greu de văzut, deoarece la altitudini mari aerul este atât de rar încât atomii au timp să piardă energia prin ciocniri înainte să emită.
Unde și când poți vedea aurora
Cele mai bune locuri sunt între 65 și 70 de grade latitudine, în regiuni precum nordul Norvegiei, Suediei, Finlandei, Islanda, Alaska sau nordul Canadei. Ai nevoie de un cer întunecat, fără nori și departe de iluminatul orașelor. Despre cum lumina artificială ne ia cerul, vezi articolul despre poluarea luminoasă.
Sezonul bun este toamna, iarna și primăvara, pentru că vara nopțile polare sunt prea luminoase. Activitatea aurorelor urmează și ciclul Soarelui, care durează în medie aproximativ unsprezece ani. În perioadele de maxim solar, furtunile geomagnetice sunt mai frecvente și aurora coboară spre latitudini mai mici.
Poate fi văzută din România?
Rar, dar nu imposibil. În timpul unor furtuni geomagnetice foarte puternice, ovalul auroral se extinde mult spre sud, iar la orizontul de nord se poate zări o lumină roșiatică sau roz. Astfel de episoade sunt neobișnuite și sunt anunțate de centrele de prognoză a vremii spațiale cu cel mult câteva zile înainte. Fotografiile făcute cu telefonul sau cu aparatul foto pot arăta mai multe culori decât percepe ochiul, deoarece senzorul adună lumina în expuneri lungi. Câteva sfaturi de fotografie nocturnă găsești în ghidul de astrofotografie.
Ce nu este aurora
Nu este lumină reflectată de zăpadă, nu are legătură cu norii, care se află mult mai jos, și nu este periculoasă pentru cei care o privesc de pe sol, deoarece particulele își pierd energia la sute de kilometri înălțime. Furtunile geomagnetice care o însoțesc pot totuși afecta sateliții, rețelele electrice și comunicațiile radio. De aceea există monitorizare permanentă a activității solare.
Ce merită reținut despre aurora polară
- Aurora este lumină produsă de atmosfera înaltă, atunci când este lovită de particule încărcate venite de la Soare.
- Câmpul magnetic al Pământului dirijează particulele spre regiunile din jurul polilor magnetici.
- Verdele vine de la oxigen la 100-150 km, roșul de la oxigen aflat mai sus, iar nuanțele violete de la azot.
- Cele mai bune condiții sunt iarna, în nordul îndepărtat, pe cer senin și departe de lumina orașelor.
- În România aurora se vede doar rar, în timpul unor furtuni solare puternice.
Întrebări frecvente
Aurora boreală și aurora australă sunt același lucru?
Da, mecanismul este identic. Diferă doar locul: aurora boreală apare în jurul polului magnetic nordic, iar cea australă în jurul celui sudic. Cele două ovaluri sunt de obicei aproape simetrice.
Se aude ceva când apare aurora?
Unele persoane au povestit sunete slabe, ca un trosnet, dar dovezile sunt neclare și subiectul rămâne studiat. Lumina se produce la sute de kilometri înălțime, unde aerul este prea rarefiat ca să transmită sunetul până la sol.
Poate fi prezisă aurora?
Parțial. Centrele de vreme spațială urmăresc erupțiile de pe Soare și estimează când va ajunge valul de particule, dar intensitatea exactă și locul sunt greu de stabilit. Prognozele sunt mai sigure pe termen de ore decât pe termen de zile.
De ce fotografiile arată culori mai vii decât ochiul?
Ochiul omenesc vede slab culorile la lumină foarte scăzută, iar aparatul foto poate aduna lumina minute în șir sau secunde bune. Din acest motiv, imaginea finală pare mai colorată decât ce se vede pe loc.
Aurora afectează sănătatea oamenilor?
Pentru cei care o privesc de pe Pământ, nu. Atmosfera și câmpul magnetic opresc particulele cu mult înainte de sol. Furtunile solare puternice pot însă perturba tehnologia, nu corpul uman de pe suprafață.
