Bijna iedereen heeft wel eens van het noorderlicht gehoord of er foto's van gezien. Anderen hebben het geluk gehad ze in het echt te zien. Maar velen zijn zich er niet van bewust hoe ze gevormd worden en omdat.
Een aurora borealis begint met een fluorescerende gloed aan de horizon. Dan neemt het af en ontstaat er een verlichte boog die zich soms sluit in de vorm van een heel heldere cirkel. Maar hoe wordt het gevormd en waar houdt zijn activiteit mee?
Vorming van het noorderlicht
De vorming van het noorderlicht hangt samen met de zonneactiviteit, de samenstelling en de kenmerken van de atmosfeer van de aarde. Om dit fenomeen beter te begrijpen, is het interessant om hierover te lezen ruimte orkanen en hoe deze de generatie van het noorderlicht.
Het noorderlicht kan worden waargenomen in een cirkelvormig gebied boven de polen van de aarde. Maar waar komen ze vandaan? Ze komen van de zon. Er is een bombardement van subatomaire deeltjes van de zon gevormd tijdens zonnestormen. Deze deeltjes variëren van paars tot rood. De zonnewind verandert de deeltjes en wanneer ze het magnetisch veld van de aarde ontmoeten, wijken ze af en is slechts een deel ervan te zien aan de polen.
De elektronen waaruit zonnestraling bestaat, produceren een spectrale emissie wanneer ze de gasmoleculen in de magnetosfeer bereiken, een deel van de atmosfeer van de aarde dat de aarde beschermt van de zonnewind, en veroorzaken een excitatie op atomair niveau die resulteert in luminescentie. Die luminescentie verspreidt zich door de lucht en geeft aanleiding tot een spektakel van de natuur.
Studies over het noorderlicht
Er zijn onderzoeken die het noorderlicht onderzoeken wanneer er zonnewind ontstaat. Dit gebeurt omdat, hoewel bekend is dat zonne-uitbarstingen een geschatte periode van 11 jaarHet is niet mogelijk om te voorspellen wanneer het noorderlicht zal verschijnen. Voor alle mensen die het noorderlicht willen zien, is dit een tegenvaller. Een reis naar de polen is niet goedkoop en het is erg deprimerend om het noorderlicht niet te kunnen zien. Bovendien kan het nuttig zijn om te weten het noorderlicht in Spanje voor degenen die niet ver kunnen reizen.
Om te begrijpen hoe het noorderlicht ontstaat, is het belangrijk om de twee belangrijkste elementen te begrijpen die hierbij betrokken zijn: de zonnewind en de magnetosfeer. De zonnewind is een stroom elektrisch geladen deeltjes, voornamelijk elektronen en protonen, die door de corona van de zon worden uitgestoten. Deze deeltjes reizen naar indrukwekkende snelheden, die een snelheid van wel 1000 km/s kunnen bereiken en door de zonnewind naar de interplanetaire ruimte worden getransporteerd.
De magnetosfeer fungeert als een schild dat de aarde beschermt tegen de meeste deeltjes in de zonnewind. In de poolgebieden is het magnetisch veld van de aarde echter zwakker, waardoor sommige deeltjes de atmosfeer kunnen binnendringen. Deze interactie is het meest intens tijdens geomagnetische stormen, wanneer de zonnewind het sterkst is en verstoringen in de magnetosfeer kan veroorzaken.
Interactie van deeltjes met de atmosfeer van de aarde
Wanneer geladen deeltjes uit de zonnewind de atmosfeer van de aarde binnendringen, reageren ze met de daarin aanwezige atomen en moleculen, voornamelijk zuurstof en stikstof. Dit interactieproces zorgt ervoor dat het noorderlicht ontstaat en dat de kleuren en vormen ontstaan die we aan de hemel zien. Zonnedeeltjes brengen energie over aan de atomen en moleculen in de atmosfeer, waardoor ze worden opgewonden en in een hogere energietoestand worden gebracht.
Zodra atomen en moleculen deze aangeslagen toestand bereiken, keren ze doorgaans terug naar hun grondtoestand, waarbij ze de extra energie vrijgeven in de vorm van licht. Dit lichtemissieproces zorgt voor de karakteristieke kleuren van het noorderlicht. De golflengte van het uitgezonden licht hangt af van het type atoom of molecuul dat erbij betrokken is en het energieniveau dat tijdens de interactie wordt bereikt, wat verder kan worden onderzocht in de lagen van de atmosfeer van de aarde.
Zuurstof is verantwoordelijk voor de twee primaire kleuren van het poollicht. Groen/geel komt voor bij een energiegolflengte van 557,7 nm, terwijl de rodere en paarsere kleur wordt geproduceerd door een minder frequente lengte in deze verschijnselen, 630,0 nm. Het duurt bijna twee minuten voordat een geëxciteerd zuurstofatoom een rood foton uitzendt. Als in die tijd één atoom met een ander atoom botst, kan het proces worden onderbroken of beëindigd. Wanneer we dus rood poollicht zien, is de kans groot dat dit zich op hogere niveaus van de ionosfeer bevindt, op ongeveer 240 kilometer hoogte. Daar zijn minder zuurstofatomen die elkaar kunnen verstoren.
Kleuren en gassen: zuurstof en stikstof
De kleuren van het noorderlicht zijn het resultaat van de interactie tussen zonnedeeltjes en verschillende gassen in de atmosfeer van de aarde. Zuurstof en stikstof zijn hoofdzakelijk verantwoordelijk voor de verscheidenheid aan kleuren die we tijdens het noorderlicht aan de hemel zien. Wanneer zuurstof door zonnedeeltjes wordt aangeslagen, kan het groen of rood licht uitzenden, afhankelijk van de hoogte waarop de interactie plaatsvindt. Op lagere hoogte, rond de 100 kilometer, straalt zuurstof groen licht uit, terwijl het op grotere hoogte, rond de 200 kilometer, rood licht uitstraalt. Voor een completer begrip van dit fenomeen is het aan te raden om meer te lezen over de kou op heldere nachten, wanneer het poollicht het beste zichtbaar is.
Stikstof draagt op zijn beurt bij aan de blauwe en paarse tinten van het noorderlicht. Wanneer zonnedeeltjes stikstofmoleculen exciteren, kunnen ze stikstof uitstoten. blauw of paars lichtwaardoor er een contrast ontstaat met de kleuren die door zuurstof worden geproduceerd. De combinatie van deze kleuren zorgt voor het indrukwekkende veelkleurige poollicht dat de nachtelijke hemel in de poolgebieden verlicht.
De kleuren van het noorderlicht
Hoewel het noorderlicht doorgaans wordt geassocieerd met een heldergroene kleur, kan het in werkelijkheid in verschillende kleuren voorkomen. Groen is de meest voorkomende kleur, omdat het ontstaat door de excitatie van zuurstofatomen op ongeveer 100 kilometer hoogte. Echter, Op verschillende hoogtes en met verschillende soorten gassen kunnen andere kleuren verschijnen:
- Groene kleur: ontstaat door de excitatie van zuurstof op 100 km hoogte.
- Rode kleur: ontstaat door zuurstof op grotere hoogte, ongeveer 200 km.
- Blauwe kleur: ontstaat door de interactie van zonnedeeltjes met stikstof.
- Paarse kleur: ook een resultaat van stikstofexcitatie, wat contrast toevoegt aan groen en rood licht.
Aurora's op andere planeten
Aurora's komen niet alleen op aarde voor. Dankzij waarnemingen van de Hubble-ruimtetelescoop en ruimtesondes konden we ook poollicht waarnemen op andere planeten in het zonnestelsel, zoals Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus. Hoewel de basismechanisme voor vorming Hoewel het poollicht op al deze planeten hetzelfde is, zijn er opvallende verschillen in hun oorsprong en kenmerken. Om deze verschillen beter te begrijpen, kan men onderzoek doen naar spectaculaire weersverschijnselen.
Op Saturnus is het poollicht vergelijkbaar met dat op aarde, wat betreft de oorsprong ervan. Ook dit poollicht ontstaat door de interactie tussen de zonnewind en het magnetische veld van de planeet. Op Jupiter verloopt het proces echter anders vanwege de invloed van plasma dat door de maan Io wordt geproduceerd, wat bijdraagt aan de vorming van intense en complexe poollichten. Deze verschillen maken het bestuderen van poollicht op andere planeten tot een fascinerend onderzoeksgebied, waarmee we de natuurkundige processen die zich in het zonnestelsel afspelen beter kunnen begrijpen.
Ook het poollicht op Uranus en Neptunus heeft specifieke kenmerken, die te wijten zijn aan de kanteling van hun magnetische assen en de samenstelling van hun atmosfeer. Deze verschillen in de structuur en dynamiek van de magnetische velden van deze planeten beïnvloeden de vorm en het gedrag van poollicht. Dit biedt de mogelijkheid om te onderzoeken hoe deze verschijnselen veranderen in verschillende planetaire omgevingen.
Bovendien zijn er poollichten waargenomen op enkele manen van Jupiter, zoals Europa en Ganymedes, wat erop wijst dat aanwezigheid van complexe magnetische processen op deze hemellichamen. Het poollicht werd in 2004 al waargenomen op Mars door het ruimtevaartuig Mars Express. Mars heeft geen magnetisch veld zoals dat van de aarde, maar er zijn wel lokale velden in de korst die verantwoordelijk zijn voor het poollicht op deze planeet.
Dit fenomeen is onlangs ook waargenomen op de zon. Deze aurora's worden geproduceerd door elektronen die versnellen door een zonnevlek op het oppervlak. Er is ook bewijs van aurora's op andere sterren. Dit benadrukt de belang van het poollicht buiten onze planeet, omdat ze belangrijke informatie verschaffen over de magnetische velden en de atmosfeer van andere hemellichamen.
Het noorderlicht observeren
Het zien van het noorderlicht is een onvergetelijke ervaring, maar het vereist wel planning en geduld. Om de kans te vergroten dat u ze opmerkt, is het essentieel om de gunstige tijd en locatie. Tussen half augustus en april zijn de nachten in de poolgebieden langer en donkerder, waardoor de kans groter is dat u dit fenomeen ziet. Voor degenen die geïnteresseerd zijn in het onderwerp, is het nuttig om het volgende te bekijken Informatie over Kiruna, de stad van het noorderlicht.
De beste gebieden om het noorderlicht te observeren zijn Noorwegen, IJsland, Finland, Zweden, Canada en Alaska. Daar zijn de luchten helder en de weersomstandigheden ideaal voor dit schouwspel. Het is raadzaam om naar plekken buiten de steden te zoeken om lichtvervuiling te vermijden en beter te kunnen zien. Als u meer wilt weten, raadpleeg dan De spectaculaire noorderlichtstorm in Canada.
Daarnaast is het belangrijk om voorbereid te zijn op de kou en geschikte kleding te dragen voor lage temperaturen. Geduld is belangrijk, want het poollicht kan snel verschijnen en weer verdwijnen. Door op de hoogte te blijven van de voorspellingen voor geomagnetische activiteit en door een geschikte camera te hebben, kunt u dit fenomeen in al zijn pracht vastleggen.
Klimaatverandering heeft echter ook invloed op de zichtbaarheid van het poollicht. Stijgende temperaturen en smeltend poolijs kunnen de dichtheid en samenstelling van de atmosfeer beïnvloeden. Hierdoor kan ook de manier veranderen waarop het poollicht vanaf het aardoppervlak te zien is. Bovendien zorgt de toenemende lichtvervuiling in stedelijke gebieden ervoor dat het lastiger wordt om dit natuurverschijnsel te zien. Om optimaal van de ervaring te kunnen genieten, moet men naar afgelegen gebieden reizen.
Het noorderlicht herinnert ons aan de grootsheid en complexiteit van ons heelal. Naarmate we deze verschijnselen beter leren kennen, ontstaan er steeds meer mogelijkheden om hun fascinerende schoonheid en de fysieke processen die eraan ten grondslag liggen, te verkennen.
