כמעט כולם שמעו או ראו תמונות של הזוהר הצפוני. כמה אחרים התמזל מזלם לראות אותם באופן אישי. אבל רבים אינם מודעים איך הם נוצרים ובגלל.
אורורה בוריאליס מתחילה עם זוהר פלואורסצנטי באופק. ואז הוא מצטמצם ומתעוררת קשת מוארת שלעתים נסגרת במעגל בהיר מאוד. אך כיצד הוא נוצר ולמה קשורה פעילותו?
גיבוש אורות הצפון
היווצרות הזוהר הצפוני קשורה ל פעילות סולארית, ההרכב והמאפיינים של האטמוספירה של כדור הארץ. כדי להבין טוב יותר את התופעה, מעניין לקרוא עליה הוריקנים בחלל וכיצד אלה משפיעים על דור הזוהר הצפוני.
ניתן לראות את הזוהר הצפוני באזור מעגלי מעל קטבי כדור הארץ. אבל מאיפה הם באים? הם באים מהשמש. יש הפצצה של חלקיקים תת אטומיים מהשמש שנוצרו בסופות שמש. חלקיקים אלה נעים בין סגול לאדום. רוח השמש משנה את החלקיקים וכאשר הם פוגשים את השדה המגנטי של כדור הארץ הם סוטים ורק חלק ממנו נראה בקטבים.
האלקטרונים המרכיבים את קרינת השמש מייצרים פליטה ספקטרלית כאשר הם מגיעים למולקולות הגז המצויות במגנטוספירה, חלק מאטמוספירת כדור הארץ המגן על כדור הארץ מרוח השמש, וגורמים לעירור ברמה האטומית המביאה לזוהר. הזוהר הזה מתפשט בכל השמים, מה שמוליד מחזה של טבע.
מחקרים על הזוהר הצפוני
ישנם מחקרים החוקרים את הזוהר הצפוני כאשר מופקת רוח סולארית. זה קורה כי למרות שסופות שמש ידועות תקופה משוערת של 11 שנים, לא ניתן לחזות מתי יתרחש הזוהר הצפוני. עבור כל האנשים שרוצים לראות את הזוהר הצפוני, זה באמר. הנסיעה לקטבים אינה זולה, ואי היכולת לראות את הזוהר מדכא מאוד. בנוסף, זה עשוי להיות שימושי לדעת הזוהר הצפוני בספרד למי שלא יכול לנסוע רחוק.
כדי להבין כיצד נוצרים הזוהר הצפוני, חיוני להבין את שני המרכיבים המרכזיים המעורבים ביצירתם: רוח השמש והמגנטוספירה. רוח השמש היא זרם של חלקיקים טעונים חשמלית, בעיקר אלקטרונים ופרוטונים, הנפלטים מהקורונה של השמש. חלקיקים אלה נוסעים אל מהירויות מרשימות, אשר יכול להגיע עד 1000 קמ"ש, ומועברים על ידי רוח השמש אל החלל הבין-פלנטרי.
המגנטוספרה, מצדה, פועלת כמגן המגן על כדור הארץ מרוב החלקיקים ברוח השמש. עם זאת, באזורי הקוטב, השדה המגנטי של כדור הארץ חלש יותר, מה שמאפשר לחלקיקים מסוימים לחדור לאטמוספירה. אינטראקציה זו היא העזה ביותר במהלך סערות גיאומגנטיות, כאשר רוח השמש היא החזקה ביותר ועלולה לגרום להפרעות במגנטוספירה.
אינטראקציה של חלקיקים עם האטמוספירה של כדור הארץ
כאשר חלקיקים טעונים מרוח השמש חודרים לאטמוספירה של כדור הארץ, הם מקיימים אינטראקציה עם האטומים והמולקולות הקיימות בו, בעיקר חמצן וחנקן. תהליך האינטראקציה הזה הוא המוליד את הזוהר הצפוני, ומייצר את הצבעים והצורות שאנו רואים בשמים. חלקיקי שמש מעבירים אנרגיה לאטומים ולמולקולות באטמוספירה, מרגש אותם ומביא אותם למצב אנרגיה גבוה יותר.
ברגע שהאטומים והמולקולות מגיעים למצב הנרגש הזה, הם נוטים לחזור למצב הקרקע שלהם, ומשחררים את האנרגיה הנוספת בצורה של אור. תהליך פליטת האור הזה הוא זה שמייצר את הצבעים האופייניים של הזוהר הצפוני. אורך הגל של האור הנפלט תלוי בסוג האטום או המולקולה המעורבים וברמת האנרגיה שהושגה במהלך האינטראקציה, אותה ניתן לחקור עוד ב שכבות האטמוספירה של כדור הארץ.
החמצן אחראי לשני צבעי היסוד של הזוהר. ירוק/צהוב מתרחש באורך גל אנרגיה של 557,7 ננומטרבעוד שהצבע האדום והסגול יותר מיוצר על ידי אורך פחות תכוף בתופעות אלו, 630,0 ננומטר. בפרט, לוקח כמעט שתי דקות עד שאטום חמצן נרגש פולט פוטון אדום, ואם אטום אחד מתנגש באחר במהלך הזמן הזה, התהליך יכול להיקטע או להפסיק. לכן, כאשר אנו רואים זוהר אדום, סביר להניח שהם נמצאים ברמות הגבוהות יותר של היונוספירה, בגובה של כ-240 קילומטרים, שם יש פחות אטומי חמצן שיפריעו זה לזה.
צבעים וגזים: חמצן וחנקן
צבעי הזוהר הצפוני הם תוצאה של אינטראקציה של חלקיקי שמש עם גזים שונים באטמוספירה של כדור הארץ. החמצן והחנקן אחראים בעיקר למגוון הגוונים שאנו רואים בשמים במהלך זוהר הקוטב. חמצן, כאשר הוא נרגש על ידי חלקיקי שמש, יכול לפלוט אור ירוק או אדום, בהתאם לגובה שבו מתרחשת האינטראקציה. בגבהים נמוכים יותר, בסביבות 100 קילומטרים, החמצן פולט אור ירוק, ואילו בגבהים גבוהים יותר, בסביבות 200 קילומטרים, הוא פולט אור אדום. להבנה מלאה יותר של תופעה זו, מומלץ לקרוא עליה הקור בלילות בהירים, וזה כאשר זוהרים אלה גלויים ביותר.
חנקן, מצדו, תורם לגווני הכחול והסגול של הזוהר הצפוני. כאשר חלקיקי שמש מעוררים מולקולות חנקן, הם יכולים לפלוט אור כחול או סגול, יצירת ניגוד לצבעים שמייצר חמצן. השילוב של הצבעים הללו מולידה את הזוהר הצבעוני המרשים המאירים את שמי הלילה באזורי הקוטב.
צבעי הזוהר הצפוני
למרות שהזוהר הצפוני מקושר בדרך כלל לצבע ירוק עז, הם יכולים להופיע במגוון צבעים. ירוק הוא הנפוץ ביותר עקב עירור של אטומי חמצן בגובה של כ-100 קילומטרים. אוּלָם, בגבהים שונים ועם סוגים שונים של גזים עשויים להופיע צבעים אחרים:
- צבע ירוק: מיוצר על ידי עירור חמצן בגובה 100 ק"מ.
- צבע אדום: נוצר על ידי חמצן בגבהים גבוהים יותר, בסביבות 200 ק"מ.
- צבע כחול: נגרם מאינטראקציה של חלקיקי שמש עם חנקן.
- צבע סגול: גם תוצאה של עירור חנקן, מה שמוסיף ניגודיות לאורות ירוקים ואדומים.
זוהרים בכוכבי לכת אחרים
זוהרים אינם בלעדיים לכדור הארץ. הודות לתצפיות שבוצעו על ידי טלסקופ החלל האבל וחשישות החלל, הצלחנו לזהות זוהר על כוכבי לכת אחרים במערכת השמש, כמו צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון. למרות שה מנגנון בסיסי להיווצרות של זוהר דומה בכל כוכבי הלכת הללו, ישנם הבדלים בולטים במקורם ובמאפיינים שלהם. כדי להבין טוב יותר את ההבדלים הללו, אפשר לחקור עליהם תופעות מזג אוויר מרהיבות.
בשבתאי, זולות זוהר דומות לאלו שבכדור הארץ מבחינת מקורן, שכן הן נובעות גם מהאינטראקציה בין רוח השמש לשדה המגנטי של כוכב הלכת. עם זאת, על צדק, התהליך שונה בשל השפעת הפלזמה המיוצרת על ידי הירח Io, אשר תורמת להיווצרות של זוהר אור אינטנסיבי ומורכב. הבדלים אלו הופכים את חקר הזוהר בכוכבי לכת אחרים לתחום מחקר מרתק, המאפשר לנו להבין טוב יותר את התהליכים הפיזיקליים המתרחשים במערכת השמש.
גם לאורנוס על אורנוס ועל נפטון יש מאפיינים ייחודיים, בשל הטיית הצירים המגנטיים שלהם והרכב האטמוספירה שלהם. הבדלים אלו במבנה ובדינמיקה של השדות המגנטיים של כוכבי הלכת הללו משפיעים על צורתם והתנהגותם של זוהר אור, ומציעים הזדמנות לחקור כיצד תופעות אלו משתנות בסביבות פלנטריות שונות.
בנוסף, זוהו זוהרים על חלק מהלוויינים של צדק, כמו אירופה וגנימד, מה שמרמז על נוכחות של תהליכים מגנטיים מורכבים על הגופים השמימיים האלה. למעשה, זוהר זוהר נצפה על מאדים על ידי החללית מארס אקספרס במהלך תצפיות שבוצעו בשנת 2004. למאדים אין שדה מגנטי מקביל לזה של כדור הארץ, אך יש לו שדות מקומיים, הקשורים לקרום שלו, שאחראים על זוהר הכוכבים בכוכב זה.
תופעה זו נצפתה לאחרונה גם על השמש. אורות אלו מיוצרות על ידי אלקטרונים המואצים דרך כתם שמש על פני השטח. יש גם עדויות לאאורה על כוכבים אחרים. זה מדגיש את חשיבותם של הזוהר מעבר לכוכב הלכת שלנו, מכיוון שהם מספקים מידע חיוני על השדות המגנטיים והאטמוספרות של גופים שמימיים אחרים.
תצפית על הזוהר הצפוני
לראות את הזוהר הצפוני היא חוויה בלתי נשכחת, אם כי היא דורשת תכנון וסבלנות. כדי לשפר את הסיכוי לזהות אותם, חיוני לבחור את זמן ומיקום נוחים. בין אמצע אוגוסט לאפריל, הלילות ארוכים וחשוכים יותר באזורי הקוטב, מה שמגדיל את הסיכוי לראות תופעה זו. למי שמתעניין בנושא, כדאי לעיין בו מידע על קירונה, עיר הזוהר הצפוני.
האזורים הטובים ביותר לתצפית על הזוהר הצפוני כוללים את נורבגיה, איסלנד, פינלנד, שבדיה, קנדה ואלסקה, שם שמיים בהירים ותנאי מזג אוויר מעדיפים את המחזה. רצוי לחפש מקומות רחוקים מערים כדי למנוע זיהום אור וליהנות מראייה טובה יותר. אם אתה רוצה ללמוד עוד, התייעץ סערת הזוהר הצפוני המרהיבה בקנדה.
בנוסף, חשוב להתכונן לקור וללבוש לבוש מתאים לטמפרטורות נמוכות. סבלנות משחקת תפקיד חשוב, שכן זוהר זוהר יכול להופיע ולהתפוגג במהירות. הישארות מעודכנת לגבי תחזיות פעילות גיאומגנטית ומצלמה מתאימה עוזרים ללכוד את התופעה במלוא הדרו.
עם זאת, שינויי האקלים החלו להשפיע גם על הנראות של הזוהר. עליית טמפרטורות והמסת קרח קוטבי יכולים להשפיע על הצפיפות וההרכב של האטמוספרה, ולשנות את האופן שבו נראות הזוהר מפני השטח של כדור הארץ. יתרה מזאת, הגדלת זיהום האור באזורים עירוניים מקשה על צפייה בתופעת טבע זו, מה שמחייב לנסוע לאזורים מרוחקים כדי ליהנות מהחוויה במלואה.
הזוהר הצפוני הוא תזכורת להוד והמורכבות של היקום שלנו. ככל שאנו מתקדמים בהבנתנו את התופעות הללו, מגוון הזדמנויות נפתח לחקור את היופי המרתק שלהן ואת התהליכים הפיזיים שמאחוריהם.
