Поларна светлост

Поларна светлост (лат. aurora polaris) је светлење ноћног неба,^[а] обично у поларним зонама. На северу се назива аурора бореалис (лат. aurora borealis), а када се јави на Јужном полу аурора аустралис (лат. aurora australis). Пошто су обе ауроре истог порекла научници појаву називају 'поларна аурора' ("aurora polaris" - лат. северна зора). Име 'северна зора' је настало од утиска који се стиче при појави ауроре, посебно гледано из Европе - на северном хоризонту се указује црвенкаста светлост као, на истоку, у зору, пред излазак сунца.

Слике ауроре из целог света, укључујући оне са ређим црвеним и плавим светлима

Механизам настанка ауроре уреди

Аурора бореалис

Aurora Borealis

Аурора бореалис

Данас је познато да аурору изазивају електрони са енергијама у опсегу 1-15 keV, тј. електрони који су убрзани напоном од 1000 V до 15.000 V. Светлост настаје када се ти електрони сударају са атомима у горњим слојевима атмосфере, обично на висинама 80-150 km. У светлу преовлађује емисија атомског кисеоника - зеленкаста линија на 557,7 nm и (нарочито код електрона ниже енергије и на већим висинама) тамноцрвена линија на 630,0 nm. Обе линије потичу од забрањених прелаза атомског кисеоника са енергијских нивоа који су (у одсуству судара) стабилни чиме се објашњава споро паљење и гашење (0,5 - 1 s) аурориних зракова. Многе друге спектралне линије такође су заступљене, нарочито оне молекулског азота, и оне се пале и гасе много брже, откривајући прави динамички карактер аурора.

Ауроре такође могу да се опазе у ултраљубичастом (UV) делу спектра, што се посебно добро региструје из свемира (али не и са земље јер атмосфера апсорбује UV зраке). Свемирска сонда „Полар“ је регистровала аурору чак и у подручју X-зрака.

Облици ауроре и магнетизам уреди

Корона

Аурора Аустралис 2001. са латитуде 41 степен јужно

Аурора се јавља или као „дифузно светљење“ или као „завеса“ која се шири у правцу исток-запад. Понекад се образују „мирни лукови“ а некада се светлост непрекидно мења на небу („активна аурора“). Свака завеса се састоји од бројних паралелних зракова, усмерених у правцу локалног магнетног поља што наводи да је аурора условљена Земљиним магнетским пољем.

Учесталост појављивања уреди

Појава поларне светлости везана је за магнетне буре које су опет повезане са једанаестогодишњим циклусом активности сунчевих пега. Такође је уочено да до геомегнетних бура најчешће долази у време равнодневице, дакле у рано пролеће или јесен што је помало загонетно јер активност на половима нема много везе са годишњим добима.

Сунчев ветар и магнетосфера уреди

Схема Земљине магнетосфере

Норвешки истраживач Кристијан Биркеланд је 1916. први предвидео постојање Сунчевог ветра. Претпоставио је да су Сунчеви зраци и позитивног и негативног наелектрисања. Фредерик Линдеман је 1919. претпоставио да са Сунца долазе протони и електрони. Тридесетих година 20. века научници су претпоставили да Сунчева корона има температуру од неколико милиона степени. Британски математичар Сидни Чапман је педесетих израчунао својства гаса на таквој температури и закључио да се топлота кроз корону мора протезати у простору још даље од Земље. Немачки научник Лудвиг Бирман се такође педесетих заинтересовао за чињеницу да комета увек има реп супротно од Сунца. Бирман је закључио да Сунце емитује сталну струју честица, која потискује кометин реп.

Еуген Паркер је 1958. тај феномен прозвао „Сунчев ветар“. Паркер је показао да иако је Сунчева корона јако привучена Сунчевом гравитацијом, да је она тако добар проводник да је још увек врућа на великим удаљеностима. Пошто гравитација опада са удаљеношћу од Сунца, спољна коронарна атмосфера надзвучном брзином бежи у међузвездани простор. Паркер је послао свој rad у Астрофисицал Јоурнал, али двоје рецензената су му одбили рад. Рад је ипак прихватио Чандрасекар (добитник Нобелове награде за физику 1983. године).

Совјетски сателит Луна 1. је јануара 1959. први пут мерио јачину сунчевог ветра. Користили су сцинтилационе бројаче и гасне јонизационе детекторе. Мерење су три године касније поновили Американци користећи Маринер 2. Паркерова теорија није могла објаснити убрзање брзог ветра. Прву нумеричку симулацију Соларног ветра у Сунчевој корони користећи магнетохидродинамичке једначине извели су Пнеуман и Кноп 1971.

Касних деведесетих ултраљубичасти коронални спектрометар, који се налазио на СОХО (Соларној и хелиографској опсерваторији) свемирској опсерваторији омогућио је да се види да је подручје убрзања Сунчева ветра у поларним подручјима Сунца и нађено је да је убрзање много јаче од онога које би се очекивало само од топлотног ефекта. Паркеров модел је предвиђао да се бег Сунчева ветра дешава на 4 сунчева радијуса, али мерења показују да се дешава на једном сунчевом радијусу изнад фотосфере. То говори да постоји додатни механизам убрзања сунчева ветра.

Ауроре на другим планетама уреди

Дифузна аурора опажена из сателита DE-1.

Аурора на Јупитеру. Сјајна тачка на левој страни је завршетак магнетске линије с Иом, тачке на дну воде до Ганимеда и Европе

Аурора је опажена и на Јупитеру и Сатурну, планетама чија су магнетска поља много снажнија од Земљиног. Покреће их, као и на Земљи, Сунчев ветар. Јупитерови месеци, посебно Ио, такође узрокују снажне ауроре које се јављају због електричних струја дуж силница магнетског поља између ротирајуће планете и месеца који кружи око њега (динамо учинак). Ио (који има активни вулканизам и јоносферу) је посебно снажан извор ауроре; његове струје емитују и радио-таласе, откривене 1955.

Недавно је поларна светлост откривена и на Марсу; због недостатка јаког магнетског поља, раније се веровало како је то немогуће.^[2]

Историјски значајни догађаји уреди

Године 2017, дошло је до открића јапанског дневника из 1770. године који приказује ауроре изнад древне јапанске престонице Кјота сугерише да је олуја можда била 7% већа од догађаја у Карингтону, који је утицао на телеграфске мреже.^[3]^[4]

Ауроре које су настале као резултат „велике геомагнетне олује“ 28. августа и 2. септембра 1859. године, међутим, сматрају се најспектакуларнијим у новијој забележеној историји. У документу Краљевског друштва од 21. новембра 1861, Балфур Стјуарт је описао оба аурорална догађаја као што су документована магнетографом који се снимљен у Кју опсерваторији и успоставио везу између ауроралне олује од 2. септембра 1859. и догађаја Карингтон-Хоџсоновог бљеска када је он приметио је да „Није немогуће претпоставити да је у овом случају наша светиљка ухваћена на делу.“^[5] Други аурорални догађај, који се догодио 2. септембра 1859. године, био је резултат (невиђеног) избацивања короналне масе повезаног са њом са изузетно интензивним Карингтон-Хоџсоновом белом сунчевом бакљом 1. септембра 1859. Овај догађај је произвео ауроре толико распрострањене и изузетно сјајне да су виђене и извештене у објављеним научним мерењима, бродским дневникима и новинама широм Сједињених Држава, Европе, Јапана и Аустралија. Њујорк Тајмс је известио да је у Бостону у петак, 2. септембра 1859. године, аурора била „толико сјајна да је око један сат обична штампа могла да се чита при тој светлости“..^[6] У петак, 2. септембра, један сат по источном времену би било 6:00 ГМТ; магнетограф за самоснимање у опсерваторији Кју је снимао геомагнетну олују, која је тада била стара један сат, у пуном интензитету. Између 1859. и 1862. Елајас Лумис је објавио серију од девет радова о Великој изложби аурора 1859. у American Journal of Science где је дискутовао извештаје о ауроралним догађајима широм света.^[7]

Види још уреди

Магнетизам

Напомене уреди

^ Modern style guides recommend that the names of meteorological phenomena, such as aurora borealis, be uncapitalized.^[1]

Референце уреди

^ „University of Minnesota Style Manual”. .umn.edu. 18. 7. 2007. Архивирано из оригинала 22. 7. 2010. г. Приступљено 5. 8. 2010.
^ „Mars Express Finds Auroras on Mars”.
^ Frost, Natasha (4. 10. 2017). „1770 Kyoto Diary”. Atlas Obscura. Приступљено 13. 10. 2017.
^ Kataoka, Ryuho; Iwahashi, Kiyomi (17. 9. 2017). „Inclined zenith aurora over Kyoto on 17 September 1770: Graphical evidence of extreme magnetic storm”. Space Weather. 15 (10): 1314—1320. Bibcode:2017SpWea..15.1314K. doi:10.1002/2017SW001690  .
^ Stewart, Balfour (1861). „On the Great Magnetic Disturbance of 28 August to 7 September 1859, as Recorded by Photography at the Kew Observatory”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 151: 423—430. doi:10.1098/rstl.1861.0023  . See p. 428.
^ Green, J; Boardsen, S; Odenwald, S; Humble, J; Pazamickas, K (2006). „Eyewitness reports of the great auroral storm of 1859”. Advances in Space Research. 38 (2): 145—54. Bibcode:2006AdSpR..38..145G. doi:10.1016/j.asr.2005.12.021. hdl:2060/20050210157  .
^
See:
- Loomis, Elias (новембар 1859). „The great auroral exhibition of August 28 to September, 1859”. The American Journal of Science. 2nd series. 28: 385—408.
- Loomis, Elias (јануар 1860). „The great auroral exhibition of August 28 to September 4, 1859—2nd article”. The American Journal of Science. 2nd series. 29: 92—97.
- Loomis, Elias (фебруар 1860). „The great auroral exhibition of August 28 to September 4, 1859—3rd article”. The American Journal of Science. 2nd series. 29: 249—266.
- Loomis, Elias (мај 1860). „The great auroral exhibition of August 28 to September 4, 1859—4th article”. The American Journal of Science. 2nd series. 29: 386—399.
- Loomis, Elias (јул 1860). „The great auroral exhibition of August 28 to September 4, 1859, and the geographical distribution of auroras and thunder storms—5th article”. The American Journal of Science. 2nd series. 30: 79—100.
- Loomis, Elias (новембар 1860). „The great auroral exhibition of August 28 to September 4, 1859—6th article”. The American Journal of Science. 2nd series. 30: 339—361.
- Loomis, Elias (јул 1861). „The great auroral exhibition of August 28 to September 4, 1859—7th article”. The American Journal of Science. 2nd series. 32: 71—84.
- Loomis, Elias (септембар 1861). „On the great auroral exhibition of August 28 to September 4, 1859, and auroras generally—8th article”. The American Journal of Science. 2nd series. 32: 318—335.
- Loomis, Elias (јул 1862). „On electrical currents circulating near the earth's surface and their connection with the phenomena of the aurora polaris—9th article”. The American Journal of Science. 2nd series. 34: 34—45.

Литература уреди

Eather, Robert H. (1980). Majestic Lights: The Aurora in Science, History, and The Arts. Washington, DC: American Geophysical Union. ISBN 978-0-87590-215-9. (323 pages)
Syun-Ichi Akasofu (2002). „Secrets of the Aurora Borealis”. Alaska Geographic Series. Graphic Arts Center Publishing Company. 29 (1).
Savage, Candace Sherk (1994). Aurora: The Mysterious Northern Lights. San Francisco: Sierra Club Books / Firefly Books. ISBN 978-0-87156-419-1. (144 pages)
Hultqvist, Bengt (2007). „The Aurora”. Ур.: Kamide, Y.; Chian, A. Handbook of the Solar-Terrestrial Environment. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag. стр. 331—354. ISBN 978-3-540-46314-6. doi:10.1007/978-3-540-46315-3_13.
Sandholt, Even; Carlson, Herbert C.; Egeland, Alv (2002). „Optical Aurora”. Dayside and Polar Cap Aurora. Netherlands: Springer Netherlands. стр. 33-51. ISBN 978-0-306-47969-4. doi:10.1007/0-306-47969-9_3.
Chisholm, Hugh, ур. (1911). „Aurora Polaris”. Encyclopædia Britannica (на језику: енглески). 2 (11 изд.). Cambridge University Press. стр. 927—934. This includes a highly detailed description of historical observations and descriptions.
Baynes, T.S., ур. (1878). „Aurora Polaris”. Encyclopaedia Britannica. 3 (9th изд.).
Stern, David P. (1996). „A Brief History of Magnetospheric Physics During the Space Age”. Reviews of Geophysics. 34 (1): 1—31. Bibcode:1996RvGeo..34....1S. doi:10.1029/95rg03508.
Stern, David P.; Peredo, Mauricio. „The Exploration of the Earth's Magnetosphere”. phy6.org.
Daglis, Ioannis; Akasofu, Syun-Ichi (новембар 2004). „Aurora – The magnificent northern lights” (PDF). Recorder. 29 (9): 45—48. Архивирано из оригинала (PDF) 14. 6. 2020. г. Alt URL
Phillips, Tony (21. 10. 2001). „'tis the Season for Auroras”. NASA. Архивирано из оригинала 11. 4. 2006. г. Приступљено 15. 5. 2006.

Спољашње везе уреди

„Secrets of the Polar Aurora”.
„Exploration of the Earth's magnetosphere”.
Phillips, Tony (21. 10. 2001). „'tis the Season for Auroras”. NASA. Архивирано из оригинала 14. 08. 2009. г. Приступљено 15. 5. 2006.
Aurora forecast – Will there be northern lights?
Current global map showing the probability of visible aurora
Aurora – Forecasting
Official MET aurora forecasting in Iceland
Aurora Borealis – Predicting
Solar Terrestrial Data – Online Converter – Northern Lights Latitude.
Aurora Service Europe – Aurora forecasts for Europe.
Live Northern Lights webstream
World's Best Aurora – The Northwest Territories is the world's Northern Lights mecca.

Мултимедија уреди

Amazing time-lapse video of Aurora Borealis – Shot in Iceland over the winter of 2013/2014.
Popular video of Aurora Borealis – Taken in Norway in 2011.
Aurora Photo Gallery – Views taken 2009–2011.
Aurora Photo Gallery – "Full-Sky Aurora" over Eastern Norway. December 2011.
Videos and Photos – Auroras at Night.
Video (04:49) – Aurora Borealis – How The Northern Lights Are Created.
Video (47:40) – Northern Lights – Documentary.
Video (5:00) – Northern lights video in real time
Video (01:42) – Northern Light – Story of Geomagnetc Storm (Terschelling Island – 6/7 April 2000).
Video (01:56) (Time-Lapse) − Auroras – Ground-Level View from Finnish Lapland 2011.
Video (02:43) (Time-Lapse) − Auroras – Ground-Level View from Tromsø, Norway. 24 November 2010.
Video (00:27) (Time-Lapse) – Earth and Auroras – Viewed from The International Space Station.

[2] Modern style guides recommend that the names of meteorological phenomena, such as aurora borealis, be uncapitalized.^[1]

[1] „University of Minnesota Style Manual”. .umn.edu. 18. 7. 2007. Архивирано из оригинала 22. 7. 2010. г. Приступљено 5. 8. 2010.

[3] „Mars Express Finds Auroras on Mars”.

[1770_Japanese_diary-4] Frost, Natasha (4. 10. 2017). „1770 Kyoto Diary”. Atlas Obscura. Приступљено 13. 10. 2017.

[Inclined_zenith_aurora_over_Kyoto_on_17_September_1770:_Graphical_evidence_of_extreme_magnetic_storm-5] Kataoka, Ryuho; Iwahashi, Kiyomi (17. 9. 2017). „Inclined zenith aurora over Kyoto on 17 September 1770: Graphical evidence of extreme magnetic storm”. Space Weather. 15 (10): 1314—1320. Bibcode:2017SpWea..15.1314K. doi:10.1002/2017SW001690  .

[6] Stewart, Balfour (1861). „On the Great Magnetic Disturbance of 28 August to 7 September 1859, as Recorded by Photography at the Kew Observatory”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 151: 423—430. doi:10.1098/rstl.1861.0023  . See p. 428.

[ADVSR1-7] Green, J; Boardsen, S; Odenwald, S; Humble, J; Pazamickas, K (2006). „Eyewitness reports of the great auroral storm of 1859”. Advances in Space Research. 38 (2): 145—54. Bibcode:2006AdSpR..38..145G. doi:10.1016/j.asr.2005.12.021. hdl:2060/20050210157  .

[Loomis-8] See:
Loomis, Elias (новембар 1859). „The great auroral exhibition of August 28 to September, 1859”. The American Journal of Science. 2nd series. 28: 385—408.

Loomis, Elias (јануар 1860). „The great auroral exhibition of August 28 to September 4, 1859—2nd article”. The American Journal of Science. 2nd series. 29: 92—97.

Loomis, Elias (фебруар 1860). „The great auroral exhibition of August 28 to September 4, 1859—3rd article”. The American Journal of Science. 2nd series. 29: 249—266.

Loomis, Elias (мај 1860). „The great auroral exhibition of August 28 to September 4, 1859—4th article”. The American Journal of Science. 2nd series. 29: 386—399.

Loomis, Elias (јул 1860). „The great auroral exhibition of August 28 to September 4, 1859, and the geographical distribution of auroras and thunder storms—5th article”. The American Journal of Science. 2nd series. 30: 79—100.

Loomis, Elias (новембар 1860). „The great auroral exhibition of August 28 to September 4, 1859—6th article”. The American Journal of Science. 2nd series. 30: 339—361.

Loomis, Elias (јул 1861). „The great auroral exhibition of August 28 to September 4, 1859—7th article”. The American Journal of Science. 2nd series. 32: 71—84.

Loomis, Elias (септембар 1861). „On the great auroral exhibition of August 28 to September 4, 1859, and auroras generally—8th article”. The American Journal of Science. 2nd series. 32: 318—335.

Loomis, Elias (јул 1862). „On electrical currents circulating near the earth's surface and their connection with the phenomena of the aurora polaris—9th article”. The American Journal of Science. 2nd series. 34: 34—45.

[9] Loomis, Elias (новембар 1859). „The great auroral exhibition of August 28 to September, 1859”. The American Journal of Science. 2nd series. 28: 385—408.

[10] Loomis, Elias (јануар 1860). „The great auroral exhibition of August 28 to September 4, 1859—2nd article”. The American Journal of Science. 2nd series. 29: 92—97.

[11] Loomis, Elias (фебруар 1860). „The great auroral exhibition of August 28 to September 4, 1859—3rd article”. The American Journal of Science. 2nd series. 29: 249—266.

[12] Loomis, Elias (мај 1860). „The great auroral exhibition of August 28 to September 4, 1859—4th article”. The American Journal of Science. 2nd series. 29: 386—399.

[13] Loomis, Elias (јул 1860). „The great auroral exhibition of August 28 to September 4, 1859, and the geographical distribution of auroras and thunder storms—5th article”. The American Journal of Science. 2nd series. 30: 79—100.

[14] Loomis, Elias (новембар 1860). „The great auroral exhibition of August 28 to September 4, 1859—6th article”. The American Journal of Science. 2nd series. 30: 339—361.

[15] Loomis, Elias (јул 1861). „The great auroral exhibition of August 28 to September 4, 1859—7th article”. The American Journal of Science. 2nd series. 32: 71—84.

[16] Loomis, Elias (септембар 1861). „On the great auroral exhibition of August 28 to September 4, 1859, and auroras generally—8th article”. The American Journal of Science. 2nd series. 32: 318—335.

[17] Loomis, Elias (јул 1862). „On electrical currents circulating near the earth's surface and their connection with the phenomena of the aurora polaris—9th article”. The American Journal of Science. 2nd series. 34: 34—45.

[а]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[1]