Траг северне светлости

Какве су заиста последице Сунчевог ветра? Зашто, како и у којим бојама на небу настају поларне ауроре, јединствени трагови Сунчевог додира?



Пише: Слободан Бубњевић

Као и много пута пре тога, почетком 2012. забележена је велика магнетна активност на Сунцу, а до планете Земље су поново стигли удари Сунчевог ветра. О соларној олуји известиле су готово све домаће и стране новине, радијске и телевизијске станице.

Писало се и говорило о могућим сметњама у комуникацијама до којих понекад долази због тога што Сунчев ветар заправо чине брзе наелектрисане честице. Но, као и обично, било је и извесних претеривања.

Какве су стварне последице Сунчевог ветра? Има ли, осим сметњи, и неког другог физичког трага Сунчеве активности на Земљи? Наравно, тај траг је јасно видљив на небу, али, нажалост, једини који га уживо могу видети су срећници који се затекну на најнегостољубивијем од свих места на свету – на крајњем северу или југу планете.

Овде се, наиме, на небу „догађају“ ауроре, односно поларне светлости, које постају врло снажне у периодима појачане активности на Сунчевој површини. Но, шта су ауроре? Зашто, како и у којим бојама настају?

КОМАДИ СУНЦА



Поларна светлост није никаква необјашњена мистерија. Ова задивљујућа метеоролошка појава је управо феномен директно подстакнут процесима на Сунцу. Изазивају га честице које „нису одавде“, већ су у бујици Сунчевог ветра стигле са звезде.

Са Сунчеве површине се, наиме, повремено откида „комад“ вреле плазме која се огромном брзином креће кроз свемир и који ће изазвати аурору. Најбрже честице до Земље стижу након 18 сати лета, али ће већи део ове плазме пристизати током периода од наредна два дана, колико ауроре интензивно светле.

Магнетно поље Земље на тај облак брзих јона, односно наелектрисаних честица, делује као штит, али део овог материјала са звезде ипак додирне планету, крећући се дуж линија поља. Будући да је близу полова магнетно поље планете закривљено, оно све ове честице води ка половима где се сударају са атомима у ваздуху.

На овај начин честице са Сунца, ухваћене у Земљино магнетно поље и спуштене на северно небо, стварају призор какав је тешко видети било где другде. Јединствени призор зелених и црвених трагова Сунчевог додира.

СВЕТЛА НА НЕБУ



Како, међутим, наелектрисане честице са Сунца изазивају светла на небу? Сама светлост потиче од зрачења атома кисеоника и азота који се налазе на око 80 km висине у Земљиној атмосфери.

До тог зрачења долази због судара са брзим електронима на енергијама до 15 keV, какви су стигли са Сунца. Због судара са њима, атоми кисеоника на нижим надморским висинама емитују зелену боју (557,7 nm), а они на вишим, браонкастоцрвену (630 nm). Атоми азота емитују пак плаву и црвену.

Овакву поларну светлост у суштини можете и сами направити – довољно је да разређени кисеоник из каквог електронског топа гађате електронима које сте убрзали напоном од 15.000 волти и појавиће се зеленкаста северна светлост. Наравно, не препоручујемо да ово заиста покушате или бар не у кућним условима.

Да би се ова појава заиста разумела, није лоше да се подсетимо шта се иначе дешава у случајевима кад су било какви атоми погођени тако брзим електронима.

АТОМСКА ПОСЛА



Судари са честицима из Сунчевог ветра, наиме, предају извесну енергију атому тако да се електрони који су затечени у електронском омотачу електрона „пењу“ на више електронске нивое. Они се потом природно враћају у основно стање, а атом „ослобађа“ енергију зрачењем фотона, односно светлости.

Погођени, односно побуђени атоми, емитују светлост. Наравно, не емитују било какву светлост, већ светлост тачно одређене таласне дужине и, што је најважније, то не чине одмах. Атом кисеоника је, на пример, врло тром – да би електрони „сишли“ у основно стање и емитовали зелену боју, треба му скоро секунд, а да би „испустили“ мало мање енергије са црвенкастом светлошћу, чекаће и до две минуте.

То је прилично дуго у свету атома, тако да се код обичних гасова ова енергија најчешће изгуби у гужви и узајамним сударима атома. Но, ако је гас атома кисеоника редак као што јесте на 80 километара од тла, онда је судара мало и има времена да побуђени кисеоник „испусти“ своје зелено зрачење. На већој висини гас је још ређи, па се зато овде чешће емитује црвена боја.

ПОЛАРНА ЗАВЕСА



Прекрасна зелена завеса на северном небу саткана је од огромног броја таквих атома које побуђују брзе честице пристигле са Сунца. Сама ова појава позната је од давнина, посебно северним народима.

Данашњи назив северна светлост, односно аурора бореалис дао јој је 1621. године француски научник Пјер Гасенди (1592–1655), по римској богињи зоре Аурори и грчком називу за северни ветар Бореас.

За разлику од северне, јужна аурора, односно јужна светлост, назива се аурора аустралис. У данашње време, постало је устаљено да се, будући да је реч о метеоролошкој појави, ови називи пишу малим словима.

Научници понекад обе ове појаве често називају аурора поларис, односно поларна светлост. Она је изучавана у бројним космичким и сасвим обичним, земаљским, метеоролошким истраживањима.

Ако се нађете довољно северно или јужно, па имате прилику да је посматрате, уживајте у нежном трагу „физичког“ додира Сунца са Земљом, знајући да је овај феномен ипак нешто друкчији, за разлику од осталих сасвим „овоземаљских“, као што је, на пример, снег.

ЈЕДНА ЛАЖНА „ТЕОРИЈА“

Кад се у медијима говори о Сунчевој активности, много чешће се помињу разни недоказани ефекти, него поларне ауроре. Ове године се у неким домаћим медијима отишло дотле да су са Сунчевим ветром повезане локалне временске неприлике, пре свега велика снежна непогода која је погодила Балкан. Тако је заговорник фамозне соларне метеорологије, извесни Милан Стеванчевић, доспео на насловне стране домаћих новина тврдећи да је заправо Сунце директно послало толике снегове ове зиме. Медијску пажњу је притом искористио да промовише своју „теорију“ о томе да снег и киша као атмосферски феномени не потичу од водене паре, него да су настали ни мање ни више – од честица које стижу са Сунца. Реч је, наравно, о псеудонаучној превари. Чак и ако сте поверовали да се уопште може говорити о некаквој „теорији“ те врсте, брзо ћете схватити да ове измишљотине могу издржати критику онолико дуго колико снег издржава на високој температури, пошто се након отапања, гле чуда, претвара у воду, а не у комадиће сунца.


Погледајте изузетно занимљив кратки филм о ефектима Сунчевог ветра из продукције скандинавског научнопопуларног портала forskning.no и Универзитета у Ослу.



Elementarium