A sarki aurora , más néven aurora borealis az északi féltekén és az aurora australis a déli féltekén , korábban " északi fények ", egy légköri világító jelenség, amelyet az éjszakai égbolton rendkívül színes fátyol jellemez, a zöld dominál.
A napszél feltöltött részecskéi és a felső légkör kölcsönhatása okozza, hogy az aurórák főleg a mágneses pólusokhoz közeli területeken fordulnak elő , egy gyűrű alakú zónában, amelyet alkalmasan "aurorális zónának" neveznek (65 és 75 ° szélesség között ). Intenzív napmágneses aktivitással az aurorális ív kitágul és elkezd behatolni az Egyenlítőhöz sokkal közelebb eső területekre. Az 1859-es napkitörés miatti sarki hajnal Honoluluig és Szingapúrig "ereszkedett le" . 1909. szeptemberígy elérve a földi egyenlítőt . A október és 2003. november, aurora borealis volt megfigyelhető Európa déli részén . Rendkívüli mértékű jelenség fordult elő2014. október 24, Észak-Amerikában és Észak-Európában látható. A jelenség által leginkább érintett régiók továbbra is Grönland , Alaszka , Antarktisz , Kanada északi része , Izland , Norvégia , Svédország , Finnország , valamint az Egyesült Királyság északi részén található Shetland-szigetek .
Az északi fényeket mindig megfigyelték, és valószínűleg nagy benyomást tettek az Ősiekre; az ókorban mind Nyugaton, mind Kínában az aurórát kígyónak vagy sárkánynak tekintették az égen.
Az idősebb Plinius írta: „Éjszaka láttuk C. Caecilius és Cn. Papirius konzulátusa alatt (Róma éve 641), máskor pedig még mindig fény terjedt az égen, így egyfajta nap váltotta fel a sötétséget . " .
A sarki fények sok mítoszhoz és legendához kapcsolódnak. Minden nyelv hivatkoznak rájuk, mint „északi fény”, kivéve a finnek, akik a finn kifejezés revontulet ami lehet fordítani a „vörös róka farka” vagy „róka fények”: néhány Sami emberek azt mondják, sőt, a sarki róka , a gyorsan áthalad a hatalmas havas kiterjedésű területeken, farkával az égbe dobja a port, ami így az északi fényt hozza létre az útján. Az inuit a grönlandi hívja a sarki aqsarniit , feltételezhető, hogy a holt lelkek labdázni rozmár koponyát. Ezzel szemben egy törzs Nunavutban úgy gondolja, hogy a rozmárok azok, akik emberi koponyával labdáznak. A vérrel társult vörös árnyalatuk felelős azért, hogy a kelet-grönlandi inuitok úgy vélik, hogy az északi fény a halva született csecsemők lelke.
Más északi mitológiák a bifröst , egyes állatok, különösen a lazac, rénszarvas, fókák és beluga bálnák szellemének táncát idézik ; a Jeges-tenger bálnáinak lehelete; a Nap vagy a Hold visszaverődése a valkírok páncélján, amikor átkelnek az égen; a halottak szellemétől megvilágított fáklyák, hogy üdvözöljék a jövevényeket a paradicsomba.
Európában a középkorban a vörös árnyalatokat felvevő sarki fények vérrel és háborúval társulnak. Katasztrófát jelentenek, vagy az égi harcosok leheletének tekintik őket, akik elmesélik csatáikat az égen.
Tudományosan csak a XVII . Századtól tanulmányozták őket . A 1621 , a francia csillagász Pierre Gassendi leírta ezt a jelenséget figyeltek meg még a dél-franciaországi és adta a nevét az aurora borealis . A XVIII . Században Edmond Halley brit csillagász gyanítja, hogy a geomágneses mező szerepet játszik az aurora borealis kialakulásában. Henry Cavendish , az 1768 , sikerült felmérni a magasságot, ahol a jelenség, de ez nem volt egészen 1896 hogy átvette a laboratóriumban Birkeland . Carl Størmer munkája a mágneses mezőben felvillanyozott részecskék mozgásával megkönnyítette az aurorális képződési mechanizmus megértését.
Tól 1957 , űrkutatás engedélyezett nemcsak jobb ismerete földi poláris auroras hanem a megfigyelés hajnali jelenség nagy bolygók , mint a Jupiter vagy a Szaturnusz . A 1975 , a francia-orosz programot ARAKS sikerült létrehozni egy mesterséges poláros aurora.
2008-ban a kutató Jean Lilensten kifejlesztett egy kísérletet, felhasználva a terrella a Birkeland, az úgynevezett Planeterrella . Ez lehetővé teszi a sarki aurora szimulálását.
Az északi fény ma kiszámítható, részben a Kjell Henriksen Obszervatóriumnak a Svalbardi Egyetemi Központtal végzett munkájának és a nagyközönség számára elérhető SvaltrackII számítógépes programjának köszönhetően.
Közben mágneses vihar követően napkitörés vagy napenergia tört fontos a beáramló részecskék betöltve kilökődik a Sun , nekiütközik a pajzs, amely formák a magnetoszféra . A nagy energiájú, villamosított részecskéket ezután fel lehet venni és a Föld mágneses mezőjének vonalain keresztül a magnetoszféra (farok) éjszakai oldalán át lehet vezetni, és az aurorális oválisnak nevezett területre kerülnek . Ezek a részecskék - elektronok , protonok és pozitív ionok - gerjesztik vagy ionizálják az atomokat a felső légkörben, az ionoszférában . A gerjesztett atom nem maradhat ebben az állapotban, és egy elektron ezután réteget változtat, kis mennyiségű energiát szabadítva fel szabadon egy foton ( a látható fényt alkotó elemi részecske ) kibocsátásával. Mivel a természet a gázok alkotó légkörben ( oxigén , hidrogén , nitrogén , stb ) függ a tengerszint feletti magasság, részben megmagyarázza a variációk a színek a felhők, drapériák, függönyök, ívek, sugarak ... amelyek telepített az égen 80 és 1000 km közötti magasságban . A részecskék e beáramlásából származó ionizáció a rádióhullámokat visszatükröző ionizált felhők kialakulását idézi elő .
Bent van 2008. júliushogy a koherens magyarázat erre a jelenségre adta NASA köszönhetően az amerikai misszió THEMIS . A tudósok valójában e jelenségek forrását a mágneses energia robbanásaiban találták, amelyek a Föld és a Hold távolságának harmadában következtek be . Ezek tehát okozta „újracsatlakozások” között az „óriás mágneses vezetékek” összekötő Föld a Nap , amely tárolja az energiát a napszél .
Az aurorális jelenségek különböző színárnyalatokat kapnak, a zöldtől a rózsaszínig, a vörösig és az indigó ibolyáig. A spektrográfiai tanulmány a kibocsátott fény jelenlétét mutatja atomi oxigén (zöld vonal a 557,7 nm közötti 120 és 180 km-re a tengerszint feletti magasság és a vörös-dublett 630 és 636,4 nm feletti 150 km magasságban), a nitrogén és vegyületei és hidrogén (656,3 nm ) proton aurora alatt . Alacsonyabb magasságokban, a szín figyelték meg leggyakrabban a lila (magasságban a 90 , hogy 100 km ).
A fő színek a molekulák, atomok és nitrogén- és oxigénionok gerjesztéséből származnak. Az oxigén főleg zöldet és vöröset, míg a nitrogén kék, piros és lilát bocsát ki. A légkör oxigén- és nitrogén-sűrűsége a magasságtól függően változik, az oxigén pedig sűrűbbé válik, mint a nitrogén 200 km-es magasság felett, ami részben megmagyarázza a zöld túlsúlyát a sarki sarkokban. Izgatás közben a nitrogénmolekulák egy része kölcsönhatásba lép az oxigénnel is, további zöldemissziót okozva, ami szintén hozzájárul a zöld szín dominanciájához. A hélium és a hidrogén lila vagy kék fényt eredményez. Végül a napszél energiája is szerepet játszik a megfigyelt színekben.
Az első tudósok, akik érdeklődtek az aurorális jelenségek iránt, először osztályozták ezeket, figyelembe véve a kibocsátás formáját, mértékét és intenzitását, ami lehetővé teszi a jelenség objektív és kvantitatív megközelítését. Tehát kétféle aurorához jutottak: diszkrét és diffúz formákhoz.
A diszkrét alakzatok jellemzője, hogy hosszú ívekben vagy szalagokban formálódnak. Az ívek másodpercről másodpercre "hullámoznak", mivel bizonyos felhők megjelenése megváltozik a szél hatására. Így felveszik a magnetoszféra alakját , amely meglehetősen vékony szélességű ( 1 és 10 km közötti ), de szinte végtelen ívelt megjelenést kölcsönöz nekik .
2018- ban először írták le a sarki aurora új formáját, a „dűnéket” . Ez az új típus arról tanúskodik, hogy a légköri jelenségek körülbelül 100 km magasságban zajlanak , ahová nehéz mérőeszközöket küldeni.
Az aurorák lumineszcens drapériákkal borítják az eget, amelyek a szélükön lopva reprodukálni tudják a spektrum összes színét. Az égnek tiszta, tiszta, lehetőleg hold nélküli és kóbor fényektől mentesnek kell lennie.
A show nagyon változékony és lehet kezdeni a kialakulását egy ív (auroral ív) merőleges a mágneses meridián a hely, akkor kell csatolni sugarak néha animált egy többé vagy kevésbé gyors pulzus ( 0,05 , hogy 15- Hertz ) vagy a mozgást vagy kevésbé gyorsan. Néha függönyre vagy drapériára emlékeztető csillogásokat figyelünk meg, amelyeket a szellő keverget.
A fényerő jelentősen változhat, így a jelenség néhány perctől több óráig tarthat. Nagyon ritkán látni aurorákat 50 fok alatti mágneses szélességeken. Ez csak a 11 éves ciklus maximális napaktivitásának időszakában, a legnagyobb napkitörések idején történik.
A műholdas kommunikáció korszaka előtt a legjobb kommunikációs eszköz nagy és nagy területeken, például Kanadában, a rádiós kommunikáció volt. Intenzív napviharok idején a kommunikáció megszakadt, amikor ezek a hullámok a felső légkörben haladtak.
A poláris aurórát alkotó ionizált felhő az igen nagy frekvenciatartományban ( VHF és azon túl) tükrözi az elektromágneses hullámokat . A rádióamatőrök ezt a jelenséget használják nagy hatótávolságú kísérleti kötések elérésére. A rádióhullámok valójában jobban szóródnak, mint visszaverődnek, ami a moduláció erős torzulását eredményezi. A morze távirata gyakorlatilag az egyetlen átviteli mód, amely használható. Ennek a jelenségnek káros hatása a kommunikáció megszakadása ezeken a frekvenciákon.
A sarki fények nem a Földre jellemző jelenségek. Bármely mágneses mezővel rendelkező bolygón megtalálhatók. Megfigyelhetők többek között a Hubble teleszkóp által ultraibolya fényben készített fényképeknek köszönhetően .
A Földön kívüli bolygókon látott sarki aurorákat más fizikai jelenségek generálhatják, mint amelyek nem a földi aurorákat okozzák. A Jupiteren például a fő aurorális ovális a plazma "együttforgási törésének" következménye: a bolygó mágneses tere általában magával viszi a plazmát, de bizonyos távolságból a kommunikáció sebessége a plazma túl nagy lesz, és ez utóbbi már nem követi. Ez olyan elektromos áramot hoz létre, amely az aurorális ovált generálja.
A Jupiteren a bolygó műholdai elektromos áramot hoznak létre a mágneses mezőhöz viszonyítva (ugyanaz a jelenség, mint egy dinamó esetében ). Ezek az áramlatok „aurorális foltokat” hoznak létre, amelyeket először látnak infravörös, majd UV fényben. Ezeket a foltokat láthatjuk a szemközti képen, a fő oválon kívül: a legfényesebb folt Io-nak felel meg (bal oldalon), Európa és Ganymede láthatók az előtérben.
A Jupiteren is az ULg Légköri és Bolygófizikai Laboratóriumának kutatócsoportja figyelt meg a Hubble teleszkópon keresztül a gázóriás aurorális jelenségeit , beleértve különösen az Io , az Európa és a Ganymede műholdak következményeit . Munkájuk feltárja az ultraibolya foltok részleteit, és lehetővé teszi az őket generáló jelenségek jobb megértését.
A sarki aurorákat Hubble a Szaturnuszon , mások pedig a Mars Express által a Mars bolygón fényképezték a SPICAM műszernek köszönhetően (a Marsnak nincs globális mágneses tere, ezek az aurorák olyan területeken helyezkednek el, ahol a mágneses mező helyben marad).
A Vénuszon , az Uránuszon és a Neptunuszon is észleltek sarki fényeket .
az 2013. január 21, a kutatók bejelentették, hogy a hollandiai székhelyű Low-Frequency Array rádióteleszkópnak köszönhetően nagy valószínűséggel először fedeztek fel aurorákat az exobolygókon .