Cum Funcționează Auroras

{h1}

O aurora este un fenomen luminos cauzat de vânturile solare care interacționează cu câmpul magnetic al pământului. Aflați mai multe despre aurore.

Dacă sunteți în camping lângă granița cu Statele Unite / Canada sau în puncte mai la nord, este posibil să vedeți o strălucire cruntă pe cerul nopții. Uneori poate părea ca amurgul. În alte momente poate părea ca o panglică de lumină strălucitoare și dansatoare. Lumina poate fi verde, roșu, albastru sau o combinație a acestor culori. Ceea ce vezi este numit Aurora boreala, sau pur și simplu un auroră.

Aurorele au însemnat lucruri diferite pentru diferite culturi. Vikingii credeau că aurorele sunt reflecții din armura miticilor Valkyries. Pentru esquimii nativi din Groenlanda și Canada din apropiere, aurorii erau comunicări din morți. Pentru indienii americani, acestea erau lumini de la focuri imense de departe spre nord. În epoca medievală, aurorele erau omene ale războiului sau dezastre, cum ar fi ciuma. Astăzi, știm că sunt un fenomen luminos cauzat de particulele cu energie mare din vânturile solare ale soarelui care interacționează cu câmpul magnetic al Pământului. Cu toate acestea, cunoașterea motivului fizic al aurorei, cu siguranță, nu scade din aceste frumoase spectacole de lumină naturală.

Deoarece aurorele sunt cauzate de interacțiunea vânturilor solare cu câmpul magnetic al Pământului, le puteți vedea cel mai adesea în apropiere de poli, atât nord cât și sud. În nord, se numesc aurora borealis sau Auroră boreală. Aurora este numele zeiței romane din zori, iar „boreală” înseamnă „nord” în latină. În emisfera sudică, aurorele sunt numite aurora australis (Latină pentru „sud”).

Aurorele urmează ciclurile solare și tind să fie mai frecvente la sfârșitul toamnei și la începutul primăverii (octombrie, februarie și martie sunt cele mai bune luni pentru a le vedea). În jurul Cercului Arctic din nordul Norvegiei și Alaska, le puteți vedea aproape noaptea. Pe măsură ce călătoriți spre sud, frecvența lor se diminuează. În jurul Alaska de sud, Norvegia de sud, Scoția și Regatul Unit, acestea pot apărea de aproximativ una până la 10 ori pe lună. În apropierea graniței cu Statele Unite și Canada, este posibil să le vedeți de două-patru ori pe an. O dată sau de două ori pe secol, pot apărea în sudul Statelor Unite, Mexic și în regiunile ecuatoriale.

Haideți să aruncăm o privire mai atentă la aurore și ce le provoacă.

Cum arată aurorele?

Aurora roșie borealis peste parcul național Wrangell / St.Elias din Alaska

Aurora roșie borealis peste parcul național Wrangell / St.Elias din Alaska

După cum am menționat, aurorele au diferite apariții. Ele pot arăta ca o strălucire portocalie sau roșie la orizont - ca un răsărit sau apus de soare. Uneori pot fi confundate cu incendii în depărtare, așa cum credeau indienii americani. Pot arata ca perdele sau panglici și se pot mișca și ondula în timpul nopții.

Aurorele pot fi verzi, roșii sau albastre. Adesea vor fi o combinație de culori, fiecare culoare fiind vizibilă la o altitudine diferită în atmosferă.

  • Albastru și violet: mai puțin de 120 de kilometri (72 mile)
  • Verde: 120 până la 180 km (72 până la 108 mile)
  • Roșu: mai mult de 180 km (108 mile)

După un maxim solar deosebit de activ în ciclul soarelui, culoarea roșie poate apărea la altitudini cuprinse între 90 și 100 km (54 - 60 mile).

Ionii de oxigen radiază roșu și galben. Ionii de azot radiază de culoare roșie, albastră și violet. Vedem verde în regiunile atmosferei în care sunt prezenți atât oxigenul cât și azotul. Vedem culori diferite la altitudini diferite, deoarece concentrația relativă de oxigen la azot în atmosferă se schimbă odată cu altitudinea.

Aurorele pot varia ca luminozitate. Oamenii care observă în mod regulat aurorii și raportează asupra lor utilizează, în general, o scală de rating de la zero (slab) la patru (foarte luminos). Vor nota ora, data, latitudinea și culorile aurorei și vor face schițe rapide ale aurorei pe cer. Astfel de rapoarte ajută astronomii, astrofizicienii și oamenii de știință ai Pământului să monitorizeze activitățile aurorale. Auroras ne poate ajuta să înțelegem câmpul magnetic al Pământului și modul în care se schimbă în timp.

Deoarece câmpul magnetic al Pământului este tridimensional, aurora apare ca un inel oval în jurul polului. Acest lucru a fost observat de la sateliți, Stația Spațială Internațională și naveta spațială. Nu este un cerc perfect, deoarece câmpul magnetic al Pământului este denaturat de vânturile solare.

Inelul auroral poate varia în diametru. Aurorasul poate fi văzut atât la sud cât și în sudul Statelor Unite, dar nu frecvent. În general, rămân în apropierea regiunilor polare. Ele apar și în perechi - când vedem o aurora borealis, există o aurora australisă corespunzătoare în emisfera sudică (aflați de ce în pagina următoare).

Aurorele apar doar pe Pământ?

Deoarece aurorele sunt cauzate de interacțiunile vânturilor solare și rachetelor solare cu câmpurile magnetice ale unei planete, ai crede că se vor întâmpla și pe alte planete. Ceea ce aveți nevoie este:

  • Lumini solare și vânturi care asigură particulele încărcate și energia pentru a interacționa cu câmpul magnetic al unei planete
  • Un câmp magnetic planetar (probabil cu o oarecare forță) care prinde electroni din spațiu
  • O atmosferă planetară care conține gaze ionice care interacționează cu electronii energetici din câmpul magnetic și produc lumină prin excitația și relaxarea electronilor lor

Deci, cu aceste condiții, am observat aurore pe Jupiter și Saturn. Ambele planete au câmpuri magnetice puternice și atmosfere cu gaze ionizate, în principal hidrogen și heliu.

Telescopul spațial Hubble a surprins imagini cu aurore pe Jupiter, iar sonda Cassini care orbitează pe Saturn a fotografiat aurorele acolo. -

Ce provoacă aurorele?

Ilustrație a impactului vânturilor solare în magnetosfera Pământului

Ilustrație a impactului vânturilor solare în magnetosfera Pământului

Aurorele sunt indicatoare ale conexiunii dintre Pământ și Soare. Frecvența aurorei se corelează cu frecvența activității solare și cu ciclul de activitate al soarelui de 11 ani.

Deoarece procesul de fuziune are loc în interiorul soarelui, acesta produce particule de mare energie (ioni, electroni, protoni, neutrini) și radiații în vânt solar. Când activitatea soarelui este ridicată, veți vedea, de asemenea, erupții mari raze solare și ejectii de masă coronală. Aceste particule și radiații cu energie mare sunt eliberate în spațiu și se deplasează în întregul sistem solar. Când lovesc Pământul, întâlnesc câmpul său magnetic.

Polii câmpului magnetic al Pământului se află în apropierea, dar nu exact pe poli geografici ai acesteia (unde planeta se învârte pe axa sa). Oamenii de știință cred că nucleul exterior al fierului lichid al Pământului se învârte și face câmpul magnetic. Câmpul este distorsionat de vântul solar, comprimându-se pe partea orientată spre soare (soc de arc) și desenat pe partea opusă (magnetotail). Vânturile solare creează o deschidere în câmpul magnetic la cuspe polare. Cuspii polari se găsesc pe partea solară a magnetosfera (zona din jurul Pământului care este influențată de câmpul magnetic). Să ne uităm la modul în care acest lucru duce la o aurora.

  1. Pe măsură ce particulele încărcate ale vânturilor solare și ale apariției lovesc câmpul magnetic al Pământului, acestea se deplasează de-a lungul liniilor de câmp.
  2. Unele particule sunt deviate în jurul Pământului, în timp ce altele interacționează cu liniile de câmp magnetic, determinând curgerea curenților de particule din câmpurile magnetice să călătorească către ambii poli - de aceea există aurore simultane în ambele emisfere. (Acești curenți sunt numiți Curenții Birkeland după Kristian Birkeland, fizicianul norvegian care i-a descoperit - vezi bara laterală.)
  3. Atunci când o sarcină electrică se taie pe un câmp magnetic, generează un curent electric (vezi Cum funcționează electricitatea). Pe măsură ce acești curenți coboară în atmosferă de-a lungul liniilor de câmp, capătă mai multă energie.
  4. Când au lovit ionosferei regiunea atmosferei superioare a Pământului, acestea se ciocnesc cu ioni de oxigen și azot.
  5. Particulele au impact asupra ionilor de oxigen și azot și își transferă energia în acești ioni.
  6. Absorbția energiei de către ionii de oxigen și azot face ca electronii din interiorul lor să devină „excitați” și să treacă de la consumul de energie scăzută la orbitalii cu energie mare (vezi Cum funcționează atomii).
  7. Când ionii excitați se relaxează, electronii din atomii de oxigen și azot revin la orbitalii lor originali. În proces, ele radiază energia sub formă de lumină. Această lumină alcătuiește aurora, iar diferitele culori provin de la lumina radiată de la ioni diferiți.

Notă: Particulele care interacționează cu ionii de oxigen și azot din atmosferă nu provin de la soare, ci mai degrabă erau deja prinși de câmpul magnetic al Pământului. Vânturile solare și rafalele perturbă câmpul magnetic și pun aceste particule în magnetosferă în mișcare.

Pentru mai multe informații despre aurore, uitați-vă la linkurile de pe pagina următoare.

De unde știm ce cauzează aurorele?

În 1895, un fizician norvegian, pe nume Kristian Birkeland, s-a adresat cu privire la ceea ce provoacă aurore. Birkeland credea că aurorele erau cauzate de electroni de la soare, care interacționau cu câmpul magnetic al Pământului. Pentru a testa acest lucru, el a plasat un magnet sferic numit a terrella în interiorul unei camere de vid. Avea și un pistol cu ​​electroni în interiorul camerei. Când a pornit arma, electronii au interacționat cu câmpul magnetului și au produs o aurora artificială, susținând ipoteza sa.

Aurora artificială a lui Birkeland nu arăta inelul caracteristic oval. Inelul auroral a fost prezis de fapt de un student japonez absolvent pe nume Shun-ichi Akasofu în 1964. El a examinat fotografiile aurorelor și a ajuns la concluzia că aurorele sunt inele. Deci, de ce n-am fost oarele aurore ale lui Birkeland oval? Birkeland a crezut că electronii care excitau ionii de oxigen și azot provin direct de la soare. Doar atunci când sateliții au început să studieze aurorele și să măsoare magnetosfera, oamenii de știință și-au dat seama că electronii proveneau din magnetosfera în sine. Când această idee a fost plasată în modele matematice, inelele aurorale ar putea fi explicate.

Articole WordsSideKick.com

  • Cum funcționează Soarele
  • Cum funcționează Pământul
  • Cum funcționează atomii
  • Cum funcționează lumina
  • Cum funcționează magneții
  • Cum funcționează electricitatea
  • Cum funcționează telescopul spațial Hubble
  • Cum funcționează galaxiile
  • Cum funcționează Calea Lactee
  • Cum funcționează Luna






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


Valea Morții Înregistrează Recordul De Căldură, Al Doilea An La Rând
Valea Morții Înregistrează Recordul De Căldură, Al Doilea An La Rând

Venus Și Pleiadele Star Cluster Strălucesc În Celestial Show Marți
Venus Și Pleiadele Star Cluster Strălucesc În Celestial Show Marți

Documentele Menționează Leziuni De Cap În Eliminarea Boxului Tinerilor
Documentele Menționează Leziuni De Cap În Eliminarea Boxului Tinerilor

Neil Armstrong Este Primul Om De Pe Lună
Neil Armstrong Este Primul Om De Pe Lună

Hopa! 11 Predicții Eșuate În Ziua Doomnelor
Hopa! 11 Predicții Eșuate În Ziua Doomnelor


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2019 RO.WordsSideKick.com