آرورا یا شفق قطبی چه وقت رخ می دهد؟ - وبلاگ املاکیا

به گزارش وبلاگ املاکیا، حتما بارها تصاویر زیبایی از نورهای درخشان و خوش رنگی که در آسمان شب ظاهر می شوند را دیده اید. این نورهای زیبا شفق قطبی نامیده می شوند. تماشای شفق های قطبی از نزدیک ممکن است آرزوی خیلی از مردم باشد.

در این مقاله می خواهیم به سئوالاتی از این دست پاسخ دهیم: شفق قطبی چیست و چگونه ایجاد می گردد؟ شفق قطبی چه وقت و در کجا رخ می دهد؟

شفق قطبی

اگر به مناطق اطراف قطب جنوب و شمال سفر کرده باشید حتما با یکی از زیباترین پدیده های جهان روبه رو شده اید.

شفق قطبی (Aurora) نمایشی از نورهای طبیعی است که در آسمان ظاهر می گردد. شفق های قطبی فقط در هنگام شب قابل مشاهده هستند و معمولا در عرض های جغرافیایی قطبی دیده می شوند. شفق های قطبی به رنگ های آبی، قرمز، زرد، سبز و نارنجی هستند که مانند پرده هایی که با ورزش باد تکان می خورند شکل خود را تغییر می دهند.

در مدار قطب جنوب و قطب شمال، که در زاویه 66.5 درجه ای نسبت به شمال و جنوبِ استوا قرار گرفته اند، تقریبا هرشب می توان شفق های قطبی را مشاهده کرد. این نورها در مدار شمالی شفق های شمالی یا نورهای شمالی نامیده می شوند. در مدار جنوبی به این نورها شفق های جنوبی یا نورهای جنوبی گفته می گردد.

شفق قطبی و بادهای خورشیدی

اگرچه شفق قطبی در هنگام شب دیده می گردد، آنچه آن را به وجود می آورد، از خورشید آغاز می گردد. خورشید یک گویِ عظیم از گازهای بسیار داغ است که از ذراتی دارای بار الکتریکی به نام یون ساخته شده اند. این یون ها که به طور مداوم از سطح خورشید ساطع می شوند بادهای خورشیدی نام دارند.

بادهای خورشیدی پس از نزدیک شدن به زمین با میدان مغناطیسیِ زمین برخورد می کنند. بدون میدان مغناطیسیِ زمین که از سیاره ما محافظت می کند، بادهای خورشیدی اتمسفرِ شکننده زمین را از بین می برند و زندگی بر روی کره زمین غیرممکن خواهد شد. مگنتوسفر از ورود بخش عظیمی از بادهای خورشیدی به زمین جلوگیری می کنند؛ بنابراین یون های بادهای خورشیدی در اطراف کره زمین سرگردان می شوند و در فواصل دورتری در منظومه شمسی گردش می کنند.

باوجود این که مگنتوسفر از ورود بخش عظیمی از بادهای خوردشیدی به زمین جلوگیری می کنند، برخی از یون های این بادها در مناطق حلقه ای اطراف سیاره زمین به دام می افتند. این مناطق در قسمتی از اتمسفر به نام یونوسفر در اطراف قطب های ژئومغناطیسیِ زمین در مسافتی حدود 1300 کیلومتر متمرکز می شوند و به آهستگی حرکت می کنند.

در منطقه یونوسفر، یون های بادهای خورشیدی با اتم های اکسیژن و نیتروژن اتمسفرِ زمین برخورد می کنند. انرژی ای که در این برخوردها آزاد می گردد باعث ایجاد یک هاله درخشان در اطراف قطب های زمین می گردد. این هاله درخشان، همان آرورا یا شفق قطبی است. بیشتر شفق های قطبی در حدود 97 تا 1000 کیلومتری از سطح زمین رخ می دهند.

جذاب ترین شفق های قطبی زمانی اتفاق می افتند که بادهای خورشیدی در قدرتمندترین شرایط خود قرار دارند. بادهای خورشیدی معمولا به صورت مداوم رخ می دهند اما آب وهوای خورشیدی (گرم شدن و خنک شدن بخش های خورشید) روزانه تغییر می کند.

آب وهوای خورشید اغلب در لکه های خورشیدی محاسبه می گردد. لکه های خورشیدی سردترین قسمت های خورشید هستند و به صورت لکه هایی بر روی سطح سفید و گرمِ خورشید ظاهر می شوند. شعله های خورشیدی و توده هایی از هاله های خورشیدی به عنوان لکه های خورشیدی شناخته می شوند.

این پدیده ها ناشی از انفجارهای ناگهانیِ انرژی در بادهای خورشیدی هستند. فعالیت لکه های خورشیدی طیِ یک چرخه 11 ساله ردیابی می شوند. در زمان اوج لکه های خورشیدی شفق های قطبی را می توان درخشان و به طور مداوم مشاهده کرد.

برخی از فعالیت های مضاعف بادهای خورشیدی در هر اعتدال رخ می دهند. این نوسانات منظم به عنوان طوفان های مغناطیسی شناخته می شوند. طوفان های مغناطیسی می توانند در اعتدال های پاییز و بهار منجر به دیده شدن شفق های قطبی در میانگان شوند. شفق های قطبی تا شبه جزیره یوکاتان در مکزیک قابل مشاهده هستند.

طوفان های مغناطیسی و شفق های فعال می توانند در ارتباطات اختلال ایجاد کنند. آن ها باعث اختلال در سیگنال های رادیویی و راداری می شوند. طوفان های شدید مغناطیسی منجر به از کار افتادن ماهواره های ارتباطی می شوند.

رنگ شفق قطبی

رنگ شفق های قطبی می توانند باتوجه به ارتفاع و نوع طوفانی که منجر به به وجود آمدنِ آن شده است، متغیر باشد. اگر یون های بادهای خورشیدی با اتم های اکسیژن در ارتفاع بالایی در اتمسفر برخورد کنند، نور قرمز تولید می گردد.

شفق قطبی با نورِ قرمز پدیده ای غیرعادی است. شفق قطبی با رنگ سبز و زرد تصویری آشنا است که معمولا با برخورد یون ها و اتم های اکسیژن در ارتفاعات پایین در اتمسفر به وجود می آید. نورهای آبی و قرمز که در لبه های شفق قطبی دیده می گردد توسط برخورد یون ها با اتم های نیتروژن به وجود می آیند.

یون هایی که به اتم های هیدروژن و هلیم برخورد می کنند منجر به تولید هاله های نور آبی و بنفش می شوند. البته چشمان ما به ندرت می تواند این بخش از طیف الکترومغناطیس را تشخیص دهد.

به منظور مطالعه بیشتر این نورهای رازآلود و زیبا، دانشمندان ماهواره هایی برای بررسی شفق های قطبی طراحی کرده اند. تا سال 2005 ماهواره ناسا به نام ایمِج (IMAGE) از امواج فرابنفش و رادیویی برای بررسی شفق های قطبی و نحوه به وجود آمدن آن ها استفاده می کرد.

آیا شفق قطبی در سیاره های دیگر مشاهده می شوند؟

مسلما سیاره های دیگر هم شاهد پدیده شفق قطبی هستند. این پدیده تنها در کره زمین اتفاق نمی افتد. اگر یک سیاره دارای میدان مغناطیسی و اتمسفر باشد حتما با پدیده آرورا روبه رو خواهد شد. تا به امروز شفق های قطبی زیبایی در مشتری و زحل دیده شده اند.