כמעט כולם שמעו על הזוהר הצפוני או ראו אותו בתמונות. חלקם אפילו זכו לראות אותו ממקור ראשון. אבל אנשים רבים אינם יודעים כיצד הוא נוצר או מדוע.
זוהר הקוטב מתחיל בזוהר פלואורסצנטי באופק . לאחר מכן הוא דועך, וקשת מוארת מופיעה, שלפעמים נסגרת למעגל בהיר מאוד. אבל כיצד הוא נוצר, ולמה קשורה פעילותו?
גיבוש אורות הצפון
היווצרות הזוהר הצפוני קשורה לפעילות השמש ולהרכב ולמאפייני האטמוספירה של כדור הארץ. כדי להבין טוב יותר את התופעה הזו, מעניין לקרוא על הוריקנים בחלל וכיצד הם משפיעים על יצירת הזוהר הצפוני.
ניתן לצפות בזוהר הצפוני באזור עגול מעל קטבי כדור הארץ. אבל מאיפה הם מגיעים? הם מגיעים מהשמש. ישנה הפגזה של חלקיקים תת-אטומיים מהשמש, הנוצרים בסערות שמש. חלקיקים אלה נעים בין סגול לאדום. רוח השמש משנה את החלקיקים, וכאשר הם נתקלים בשדה המגנטי של כדור הארץ, הם מוסטים, ורק חלק מהזוהר הצפוני נראה בקטבים.
האלקטרונים המרכיבים את קרינת השמש מייצרים פליטה ספקטרלית כשהם מגיעים למולקולות גז במגנטוספרה, החלק באטמוספירה של כדור הארץ המגן על כדור הארץ מפני רוח השמש. זה גורם לעירור ברמה האטומית, וכתוצאה מכך ללומינסנציה. הארה זו מתפשטת על פני השמיים ויוצרת תצוגה מרהיבה של הטבע.
מחקרים על הזוהר הצפוני
מחקרים נערכים כדי לחקור את זוהר הצפון בתקופות של רוח סולארית. הסיבה לכך היא, שלמרות שידוע שסופות שמש הן בעלות מחזור של כ-11 שנים , בלתי אפשרי לחזות מתי תתרחש זוהר הקוטב. עבור כל מי שרוצה לראות את זוהר הצפון, זוהי אכזבה של ממש. נסיעה לקטבים אינה זולה, ופספסת זוהר הקוטב היא אכזבה רבה. יתר על כן, זה יכול להיות מועיל לדעת על תצוגות זוהר הצפון בספרד עבור אלו שאינם יכולים לנסוע רחוק.
כדי להבין כיצד נוצרים הזוהר הצפוני, חיוני להכיר את שני המרכיבים המרכזיים המעורבים ביצירתם: רוח השמש והמגנטוספרה. רוח השמש היא זרימה של חלקיקים טעונים חשמלית, בעיקר אלקטרונים ופרוטונים, הנפלטים מעטרה השמשית. חלקיקים אלה נעים במהירויות מרשימות , שיכולות להגיע עד 1000 קמ"ש, ונישאים על ידי רוח השמש אל החלל הבין-כוכבי.
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 הקיימים שם, בעיקר חמצן וחנקן. תהליך אינטראקציה זה הוא שמוליד את הקוטב הצפוני, ויוצר את הצבעים והצורות שאנו רואים בשמיים. חלקיקי השמש מעבירים אנרגיה לאטומים ולמולקולות באטמוספירה, מעוררים אותם ומעלים אותם למצב אנרגיה גבוה יותר.
ברגע שאטומים ומולקולות מגיעים למצב מעורר זה, הם נוטים לחזור למצב היסוד שלהם, ומשחררים את האנרגיה הנוספת כאור. תהליך פליטת אור זה הוא שמייצר את הצבעים האופייניים לזוהר הקוטב. אורך הגל של האור הנפלט תלוי בסוג האטום או המולקולה המעורבים וברמת האנרגיה אליה מגיעה במהלך האינטראקציה, שניתן לחקור אותה לעומק בשכבות האטמוספירה של כדור הארץ.
חמצן אחראי לשני צבעי היסוד של זוהר הקוטב. הצבע הירוק/צהוב נוצר באורך גל אנרגטי של 557,7 ננומטר , בעוד שהצבע האדום והסגול נוצר באורך גל פחות נפוץ בתופעות אלו, 630,0 ננומטר . באופן ספציפי, אטום חמצן מעורר פולט פוטון אדום במשך כמעט שתי דקות, ואם אטום אחד מתנגש באחר במהלך זמן זה, התהליך עלול להיעצר או להסתיים. לכן, כאשר אנו רואים זוהר קוטב אדום, סביר להניח שהוא מתרחש ברמות העליונות של היונוספירה, בגובה של כ-240 קילומטרים, שם יש פחות אטומי חמצן שיפריעו זה לזה.
צבעים וגזים: חמצן וחנקן
צבעי הזוהר הצפוני נובעים מאינטראקציה של חלקיקי שמש עם גזים שונים באטמוספירה של כדור הארץ. חמצן וחנקן אחראים בעיקר למגוון הגוונים שאנו רואים בשמיים במהלך זוהר הקוטב. כאשר חמצן מעורר אותו על ידי חלקיקי שמש, הוא יכול לפלוט אור ירוק או אדום, בהתאם לגובה בו מתרחשת האינטראקציה. בגבהים נמוכים יותר, כ-100 קילומטרים, חמצן פולט אור ירוק, בעוד שבגבהים גבוהים יותר, כ-200 קילומטרים, הוא פולט אור אדום. להבנה מלאה יותר של תופעה זו, מומלץ לקרוא על הקור בלילות בהירים , שהם הזמן שבו זוהר הקוטב נראה לעין ביותר.
חנקן, מצידו, תורם לגוונים הכחולים והסגולים של הזוהר הצפוני. כאשר חלקיקי שמש מעוררים מולקולות חנקן, הם יכולים לפלוט אור כחול או סגול , ויוצרים ניגוד לצבעים המיוצרים על ידי חמצן. שילוב הצבעים הללו מוליד את זוהר הקוטב הרב-צבעוני עוצר הנשימה המאיר את שמי הלילה באזורי הקוטב.
צבעי הזוהר הצפוני
למרות שזוהר הצפון מקושר בדרך כלל לצבע ירוק בהיר, הוא יכול להציג מגוון צבעים. ירוק הוא הנפוץ ביותר עקב עירור אטומי חמצן בגובה של כ-100 קילומטרים. עם זאת, בגבהים שונים ועם סוגים שונים של גזים, צבעים אחרים יכולים להופיע.
- 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
זוהר הקוטב אינו ייחודי לכדור הארץ. הודות לתצפיות שנעשו על ידי טלסקופ החלל האבל וגשושות חלל, הצלחנו לזהות זוהר קוטב על כוכבי לכת אחרים במערכת השמש, כמו צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון. למרות שהמנגנון הבסיסי להיווצרות זוהר הקוטב דומה בכל כוכבי הלכת הללו, ישנם הבדלים ניכרים במקורם ובמאפייניהם. כדי להבין טוב יותר את ההבדלים הללו, ניתן לחקור 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.
יתר על כן, זוהר הקוטב התגלה על כמה מירחי צדק, כמו אירופה וגנימד, דבר המצביע על נוכחותם של תהליכים מגנטיים מורכבים על גופים שמימיים אלה. למעשה, זוהר הקוטב נצפה על מאדים על ידי חללית מאדים אקספרס במהלך תצפיות שנערכו בשנת 2004. למאדים חסר שדה מגנטי מקביל לזה של כדור הארץ, אך יש לו שדות מקומיים, הקשורים לקרום שלו, האחראים לזוהר הקוטב על כוכב הלכת הזה.
תופעה זו נצפתה לאחרונה גם על השמש; אלו הם זוהר הקוטב הנוצר על ידי אלקטרונים המואצים דרך כתם שמש על פני השטח. ישנן גם עדויות לזוהר הקוטב על כוכבים אחרים. עובדה זו מדגישה את חשיבותם של זוהר הקוטב מעבר לכדור הארץ שלנו, שכן הם מספקים מידע חיוני על השדות המגנטיים והאטמוספרות של גופים שמימיים אחרים.
תצפית על הזוהר הצפוני
צפייה בזוהר הצפוני היא חוויה בלתי נשכחת, אם כי היא דורשת תכנון וסבלנות. כדי לשפר את הסיכויים לראות אותם, בחירת הזמן והמיקום הנכונים היא חיונית . בין אמצע אוגוסט לאפריל, הלילות ארוכים וכהים יותר באזורי הקוטב, מה שמגדיל את הסבירות לחזות בתופעה זו. למעוניינים, כדאי לחקור את קירונה, עיר הזוהר הצפוני.
האזורים הטובים ביותר לצפייה בזוהר הצפוני כוללים את נורבגיה, איסלנד, פינלנד, שבדיה, קנדה ואלסקה, שם שמיים בהירים ותנאי מזג אוויר נוחים יוצרים את המחזה המושלם. מומלץ לחפש מקומות רחוקים מערים כדי להימנע מזיהום אור וליהנות מנוף טוב יותר. אם תרצו ללמוד עוד, בדקו את סופת 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.
