Auroră polarăDe la Wikipedia, enciclopedia liberă

Acest articol se referă la fenomenul optic de auroră polară. Pentru alte sensuri, vedeți Aurora.

Aurora australă în Wellington, Noua Zeelandă.

Aurora boreală în Alaska

Aurora polară este un fenomen optic ce constă într-o strălucire intensă observată pe cerul nocturn în

regiunile din proximitateazonelor polare, ca rezultat al impactului particulelor de vânt solar în câmpul

magnetic terestru. Când apare în emisfera nordică, fenomenul e cunoscut sub numele de aurora boreală,

termen folosit inițial de Galileo Galilei, cu referire la zeița romană a zorilor,Aurora, și la titanul care

reprezenta vânturile, Boreas. Apare în mod normal în intervalele septembrie-octombrie și martie-aprilie.

Înemisfera sudică, fenomenul poartă numele de auroră australă, după James Cook, o referință directă la

faptul că apare în sud.

Fenomenul nu este exclusiv terestru, fiind observat și pe alte planete din sistemul solar,

precum Jupiter, Saturn, Marte și Venus. Totodată, fenomenul este de origine naturală, deși poate fi

reprodus artificial prin explozii nucleare sau în laborator.

Cuprins

  [ascunde] 

1   Mecanism

o 1.1   Aurora polară terestră

o 1.2   Auroră artificială

o 1.3

2   Istoricul cercetărilor

3   Fenomenul în cultura populară

o 3.1   Sunetele aurorei

o 3.2   Aurora în folclor

o 3.3   Aurora în media

4   Galerie

5   Referințe

o 5.1   Bibliografie suplimentară

6   Vezi și

7   Legături externe

Mecanism[modificare]

Aurora apare în mod obișnuit atât ca o strălucire difuză cât și ca o cortină extinsă în spațiu orizontal.

Câteodată se formează arcuri care își pot schimba forma permanent. Fiecare cortină este compusă dintr-o

serie de raze paralele și aliniate pe direcția liniilor de câmp magnetic, sugerând faptul că fenomenul de pe

planeta noastră este aliniat cu câmpul magnetic terestru. De asemenea, variabilitatea unor anumiți factori

poate determina formarea de linii aurore de tonalități și culori diferite.[1]

Auroră australă înregistrată la 22:50 (ora locală) în Lakes Entrance, Victoria, Australia

Aurora polară terestră[modificare]

 

Aurora boreală văzută din Stația Spațială Internațională.

Aurora polară terestră e provocată de ciocnirea unor particule încărcate electric (de exemplu electroni)

din magnetosferă cu atomi din straturile superioare ale atmosferei terestre, aflate la altitudini de peste 80

km. Aceste particule electrice au o energie de 1 până la 15keV iar coliziunea lor cu atomii de gaz din

atmosferă determină energizarea acestora din urmă. Prin fiecare coliziune o parte din energia particulei

este transmisă atomului atins, într-un proces de ionizare, disociere și excitare a particulelor. În timpul

ionizării, electronii se desprind de atom, care încarcă energie și determină un efect de ionizare de tip

domino în alți atomi. Excitația rezultă în emisie, ducând atomul în stări instabile, dat fiind că aceștia emit

lumină în frecvențe specifice când se stabilizează. Dacă procesul de stabilizare aoxigenului durează până

la o secundă, azotul se stabilizează și emite lumină instantaneu. Acest proces, esențial în

formarea ionosfereiterestre, este comparabil cu cel ce stă la baza ecranului de televizor: electronii ating

suprafața de fosfor, alterând nivelul de energie al moleculelor, fapt care rezultă în emisiunea de lumină.

În general, efectul luminos este dominat de emisiunea de atomi de oxigen în straturile superioare ale

atmosferei (aproximativ 200 de kilometri de altitudine), care produce tonalitatea verde. Când se produc

furtuni puternice, straturile inferioare ale atmosferei sunt atinse devântul solar (la aproximativ 100 de

kilometri altitudine), producând tonalitatea roșu închis prin emisiunea de atomi de azot (predominantă) și

oxigen. Atomii de oxigen emit tonalități de culori variate, deși, de cele mai multe ori, se întâlnesc roșul sau

verdele.

Fenomenul poate apărea și ca o luminescență ultravioletă, violetă sau albastră, datorată atomilor de azot,

prima dintre acestea putând fi foarte bine observată din spațiu (dar nu de pe Pământ, pentru că atmosfera

absoarbe razele UV). Satelitul NASA Polar a observat efectul în raze X, imaginile ilustrând precipitații de

electroni de energie ridicată.

Interacțiunea între moleculele de oxigen și azot, ambele generatoare de tonalități ale culorii verde, creează

efectul de „linie verde aurorală”. În același fel, interacțiunea dintre acești atomi poate produce efectul de

„linie roșie aurorală”, deși mai rar și prezent în altitudini mai ridicate.

Magnetosferă schematică a Terrei

Planeta noastră este atinsă permanent de vânturi solare, fluxuri rarefiate de plasmă caldă (gaz de electroni

liberi și cationi) emise de Soare în toate direcțiile, ca rezultat al temperaturii înalte a coroanei solare, stratul

exterior al stelei. Pe durata furtunilor magnetice, fluxurile pot fi mai puternice, asemenea câmpului magnetic

interplanetar apărut între două corpuri celeste, determinând conturbarea ionosferei în răspuns la furtuni.

Asemenea tulburări afectează calitatea comunicațiilor radio sau a sistemelor de navigare, putând

afecta astronauții din aceste regiuni, celulele solare ale sateliților artificiali, indicația busolelor și

acțiunea radarelor. Acțiunea ionosferei este complexă și dificil de modelat, îngreunând prezicerea

fenomenelor de acest tip.

Magnetosfera terestră este o regiune din spațiu dominată de câmp magnetic. Ea se constituie ca un

obstacol în drumul vântului solar, cauzând dispersarea sa pe sensul de întoarcere. Lățimea sa este de

aproximativ 190 000 Km, iar în timpul nopților o lungăcoadă magnetică se extinde pe distanțe chiar și mai

mari.

Aurorele sunt încadrate în general în regiuni cu format oval, apropiate polurilor magnetice. Când activitatea

efectului este calmă, regiunea dispune de o dimensiune medie de 3 mii de kilometri, putând varia până la 4

sau 5 mii de kilometri când vânturile solare se intensifică.

Sursa de energie a aurorelor este dată de vânturile solare care circulă pe Terra. Atât magnetosfera, cât și

vânturile solare pot conduce electricitate. Este cunoscut faptul că dacă două conductoare electrice legate

într-un circuit electric sunt introduse într-un câmp magnetic, iar unul dintre ele se deplasează în jurul

celuilalt, în circuit este generat un curent electric. Generatoarele electrice și dinamurile utilizează acest

principiu, însă conductoarele tradiționale pot fi înlocuite de plasme sau chiar alte fluide. În acest context,

vântul solare și magnetosfera sunt fluide conductoare de electricitate cu mișcare relativă, fiind astfel

capabile să genereze curent electric, care produce efect luminos.

Cum polurile magnetice și geografice ale planetei noastre nu sunt aliniate, în același fel regiunile aurorale

nu sunt aliniate cu polul geografic. Cele mai bune puncte de observație a aurorelor se găsesc

în Canada pentru aurorele boreale și pe insula Tazmania sau în sudul Noii Zeelande pentru aurorele

australe.

Auroră cauzată de testul nuclear americanStarfish Prime

Auroră artificială[modificare]

Aurorele se pot forma de asemenea prin explozii nucleare în straturile superioare ale atmosferei (la 400

km). Acest fenomen a fost demonstrat prin aurora artificială creată în urma testului

nuclear american Starfish Prime la 9 iulie 1962. Atunci, cerul din regiuneaOceanului Pacific a fost iluminat

de către auroră pentru mai mult de șapte minute. Acest efect a fost anticipat de omul de științăNicholas

Christofilos, care lucrase la alte proiecte referitoare la exploziile nucleare. Potrivit veteranului american

Cecil R. Coale, anumite hoteluri din Hawaii au organizat petreceri ale bombei curcubeu pe acoperișurile lor

pentru a acompania proiectul Starfish Prime, contrazicând rapoartele oficiale care indicau aurora artificială

ca improbabilă. Fenomenul a fost filmat pe Insula Samoa, situată la o distanță de 3 200 Km de insula

Johnston, locația exploziei.

Simulări ale efectului în laborator au început să fie produse la finalul secolului XIX de către omul de

știință norvegian Kristian Birkeland, care a demonstrat, utilizând o cameră de vid într-o sferă, că electronii

erau atrași de regiunile polare ale sferei. Recent, cercetătorii au reușit să creeze un efect auroral de culoare

verde, cu vizibilitate redusă pe Terra, emițând raze radio pe cerul nocturn. La fel ca în cazul fenomenului

natural, particulele atingeau ionosfera, stimulând electronii din plasmă. La ciocnirea electronilor cu

atmosfera terestră erau emise razele de lumină. Acest experiment a adus noi informații despre efectele

ionosferei în comunicațiile prin radio. [2]

[modificare]

Auroră pe Jupiter. Punctul luminos din extremitatea stângă reprezintă limita câmpului magnetic exercitat de satelitul Io, în timp ce punctele de mai jos sunt

provocate de Ganymedeși Europa

Atât Jupiter cât și Saturn posedă câmpuri magnetice mult mai puternice decât cele terestre

(Uranus, Neptun și Mercur sunt de asemenea magnetice) și dispun ambele de centuri de radiații. Efectul de

auroră polară a fost observat pe ambele planete, mai clar, cu telescopul Hubble.[3]

Aceste efecte de auroră par să fie provocate de vânturile solare. Pe de altă parte, lunile planetei Jupiter, în

special Io, sunt la rândul lor surse importante producătoare de aurore. Aurorele sunt formate de curenții

electrici din câmpul magnetic, generați de mecanismul de dinam relativ la mișcările de rotație a planetei și

de translație a lunii sale. În particular, Io are vulcani activi și oionosferă, iar curenții săi generează

emisiunea de unde radio, fenomen studiat din 1955.[3]

Ca și cele terestre, aurorele de pe Saturn creează regiuni ovale totale sau parțiale în jurul polului magnetic.

[3] Pe de altă parte, aurorele produse pe această planetă durează de obicei zile, spre deosebire de cele

terestre care durează abia câteva minute. Evidențele[4] arată că emisiile de lumină din cadrul fenomenelor

de auroră produse pe Saturn sunt datorate participării emisiilor de atomi de hidrogen.

O auroră a fost detectată recent pe Marte de către sonda spațiala Mars Express în timpul misiunii sale

în 2004, ale cărei rezultate au fost publicate anul următor. Marte deține un câmp magnetic mai slab decât

cel terestru, iar până la acel moment se credea că lipsa unui câmp magnetic puternic ar face imposibilă

apariția unui asemenea efect[5][3]. S-a constatat că sistemul de aurore de pe Marte este similar celui de pe

Terra, fiind comparat cu furtunile de slabă și medie intensitate petrecute pe Pământ. Cum planeta se

plasează întotdeauna cu latura sa diurnă spre planeta noastră, observarea efectelor de auroră e posibilă

doar prin intermediul misiunilor spațiale care să învestigheze partea nocturnă a planetei roșii.

Venus, care nu posedă un câmp magnetic, prezintă de asemenea fenomenul de auroră, prin care

particulele atmosferice sunt ionizate în mod direct de către vânturile solare, fenomen prezent de asemenea

pe Pământ.[3]

Istoricul cercetărilor[modificare]

Aurorele boreale sunt studiate la nivel științific încă din secolul XVII. În 1621, astronomul francez Pierre

Gassendi a descris fenomenul observat în sudul Franței. În același an, astronomul italian Galileo Galilei a

început investigarea fenomenului ca parte dintr-un studiu referitor la mișcările astrelor cerești. Faptul că

raza acoperită de studiul său era continentul european s-a concretizat în observarea fenomenului în nordul

continentului, de unde numele de auroră boreală. În secolul XVIII navigatorul englez James Cook a

constatat prezența fenomenului observat de Galileo în Oceanul Indian, botezându-l aurora australă. De

atunci a devenit clar că efectul nu era exclusiv emisferei nordice terestre, motiv pentru care a apărut

denumirea de auroră polară. În aceeași epocă, astronomul britanic Edmond Halley a emis ipoteza potrivit

căreia câmpul magnetic terestru ar fi legat de fenomenul de formare a aurorelor boreale.

În 1741, Hiorter și Anders Celsius au fost primii care au înregistrat evidențe ale controlului magnetic când

se observau aurorele.

Experimentul lui Kristian Birkeland cu camere de vid

Henry Cavendish a calculat în 1768 altitudinea la care apare fenomenul, însă a fost abia în 1896 când

prima auroră a fost reprodusă în laborator de către Kristian Birkeland. Omul de știință, a cărui experimente

în camera de vid cu raze de electroni și sfere magnetice au demonstrat că electronii se orientau spre

regiunile polare, a propus în 1900 ipoteza conform căreia electronii din auroră ar proveni din razele solare.

Această presupunere este problemtică datorită lipsei de dovezi în spațiu, nemaifiind considerată valabilă în

cercetarea actuală. Birkeland [6] a dedus totodată în 1908 orientarea de la est la vest a curenților magnetici.

Alte evidențe ale legăturii dintre fenomen și câmpul magnetic sunt registrele statistice ale aurorelor

polare. Elias Loomis (1860) și, mai târziu, Hermann Fritz (1881)[7] au stabilit că aurora apare de principiu

într-o regiune de forma unui inel pe o rază de aproximativ 2500 de kilometri depărtare de polul magnetic

terestru. Loomis a descoperit totodată legătura dintre formarea aurorelor și activitatea solară, observând

ocurența aurorelor boreale în Canada, într-un interval de 20 până la 40 de ore după o erupție solară.

Auroră polară produsă în laborator

Lucrările lui Carl Stormer în domeniul mișcării particulelor electrificate în câmp magnetic au facilitat

comprehensiunea mecanismului de formare a aurorelor. Îndeceniul 1950 a fost descoperită emisia de

materie a Soarelui, denumită vânt solar, efect care explică, între altele, și poziționarea cozii cometei,

întotdeauna opusă față de Soare. Această teorie a fost formulată de fizicianul american Newman

Parker în 1957, fiind confirmată în anul următor de satelitul Explorer I. Începând de atunci, explorarea

spațială a permis augmentarea cunoștințelor despre aurorele terestre, și totodată observarea fenomenului

pe alte planete, ca Jupiter și Saturn.

James Van Allen a invalidat în 1962 teoria potrivit căreia aurora constituie excesul centurii de radiații. El a

demonstrat că gradul mare de disipare a energiei aurorei ar seca rapid întreaga centură de radiații. Curând

după aceea s-a constatat că cea mai mare parte a energiei rezidă în cationi, în timp ce particulele aurorei

sunt aproape întotdeauna electroni cu energie relativ scăzută.

În 1972 s-a descoperit faptul că aurorele și curenții magnetici asociați lor produc o puternică emisie de radio

de 150 kHz, efect ce poate fi observat doar din spațiu.

Fenomenul în cultura populară[modificare]

Sunetele aurorei[modificare]

În decursul istoriei, diverse persoane au scris și vorbit despre sunete asociate fenomenului de auroră.

Exploratorul danez Knud Rasmussen menționa acest efect în 1932 în descrierea tradițiilor

folclorice ale eschimoșilor din Groenlanda. Aceleași sunete sunt menționate în același context de

antropologul canadian Ernest Hawkes în 1916. Caius Cornelius Tacitus, un istoric din Roma antică, scria în

opera sa „Germania” că locuitorii Germaniei susțineau perceperea acelorași sunete [8].

Actualmente, diverse persoane continuă să relateze despre aceste sunete, în ciuda faptului că înregistrări

ale lor nu au fost publicate niciodată și ținând cont că există suspiciuni științifice serioase la ideea cum că

asemenea sunete provocate de aurore au fost auzite. Energia aurorelor și alți factori fac improbabilă

atingerea solului de către aceste sunete, iar sincronizarea sunetelor cu modificările vizibile ale aurorei intră

în conflict cu decalajul de timp necesar propagării sunetului pentru ca acesta să fie auzit. Anumite persoane

speculează că fenomenele electrostatice induse de aurore pot explica sunetele.

Aurora în folclor[modificare]

Aurora boreală

În Mitologia după Bulfinch (1855) de Thomas Bulfinch există câteva idei preluate din mitologia nordică:

Walkiriile sunt fecioare belicoase, suite pe cai și înarmate cu căști și lănci. /.../ Când ele călăresc înainte în misiunea lor, armurile lor emană o lumină stranie tremurată, care străfulgeră cerurile nordice, făcând ceea ce oamenii numesc „aurora borală” sau „Lumina Nordului”.[9]

 —Thomas Bulfinch

În ciuda unei descrieri marcante, nu sunt relatări în literatura scandinavă care să susțină această afirmație.

Deși activitatea aurorală este frecventă astăzi în Scandinavia și Islanda, e posibil ca polul nord magnetic să

fi fost situat destul de departe de această zonă în secolele anterioare documentării mitologiei nordice,

explicându-se astfel lipsa de referințe. [10].

Prima mențiune despre norðurljós în mitologia nordică se regăsește în cronica Konungs Skuggsjá (1250).

Autorul său a auzit despre fenomen de la compatrioții săi întorși din Groenlanda și furnizează trei explicații:

că oceanul ar fi fost înconjurat de focuri vaste, că razele solare ar fi putut atinge „latura nocturnă” a lumii

sau că ghețarii ar putea stoca energie așa încât să devinăfluorescenți.

Auroră boreală văzută de pe Stația Spațială Internațională

Un vechi nume scandinav pentru Luminile Nordului se traduce ca fulger de scrumbie. Se credea că luminile

erau reflexe lansate de mari maldăre de scrumbii spre cer. O altă sursă scandinavă se referă la focurile

care înconjoară extremele nordică și sudică a lumii. Această sursă evidențiază faptul că nordicii au reușit să

se aventureze în Antarctica, deși o singură referință este insuficientă pentru a extrage o concluzie solidă.

Numele finlandez pentru auroră este revontulet, care semnifică focuri de vulpe. Potrivit legendei, vulpile de

foc trăiau în Laponia, iarrevontulet erau scânteile pe care le scoteau acestea cu cozile lor.

În estoniană se cheamă virmalised, spirite din regate înalte. În anumite legende acestea au caracter negativ

în timp ce în altele sunt personaje pozitive.

Poporul Sami credea că omul trebuia să fie liniștit și silențios când era văzut de luminile nordului

(denumite guovssahasat în limba sa). A lua în derâdere luminile nordului sau a cânta despre ele era

considerat a fi periculos, putând cauza luminile să descindă și să ucidă persoana în

cauză. Algonchinii credeau că luminile erau strămoșii lor dansând în jurul unui foc ceremonial. În

folclorul inuit, aurora boreală era compusă din spiritele morților care jucau fotbal cu cranii umane în ceruri.

Inuiții foloseau totodată aurora pentru a-și chema copii acasă înainde de lăsarea întunericului, susținând că

dacă o persoană scotea sunete în prezența ei, aurora ar fi coborat și ar fi incendiat-o.

Poză a unei aurore australe făcută în 2005 de satelitul NASA IMAGE, suprapusă digital peste„Blue Marble”

În folclorul leton, în special dacă este de culoare roșie și apare iarnă, aurorele sunt considerate a fi sufletele

războinicilor morți, semn precursor unui mare dezastru (război sau foamete).

E considerat o referire la aurore un fragment biblic din cartea lui Ezechiel:

M-am uitat și iată a venit de la miază-noapte un vânt năprasnic, un nor gros și un snop de foc, care răspândea de jur împrejur o lumină strălucitoare, din mijlocul căreia sclipea ceva ca un metal incandescent în mijlocul focului.

 —Ezechiel 1:4

Aurora în media[modificare]

Aurorele au fost reprezentate cu multe ocazii în mediul cinematografic, între altele în filmul animat Happy

Feet - Mumble cel mai tare dansator, a cărui acțiune se petrece în Antarctica și prezintă o auroră australă.

În filmul Frecvența vieții din 2000 cu Dennis Quaid, o auroră boreală cauzează o anomalie temporală. În

consecință, un fiu a reușit să comunice cu tatăl său printr-o stație deradioamator în trecut, schimbând cursul

istoriei.

Fenomenul a trezit atenția și în muzică și poezie. Poetul american Wallace Stevens a denumit „The Auroras

of Autumn” (ceea ce înengleză înseamnă „aurorele toamnei”) unul dintre lungile sale poeme, precum și

volumul de poeme din 1950 în care a apărut acesta. Luminile Nordului sunt menționate în cântecul „Amber

Waves” al compozitoarei americane Tori Amos; aurorele constituie totodată tema cântecului omonim

din 1978 al formației folk rock Renaissance. Muzicianul Neil Young s-a referit la aurora boreală în cântecul

său „Pocahontas”, publicat pe albumul Rust Never Sleeps. Formația finlandeză The Rasmus menționa de

asemenea fenomenul în cântecul „Still Standing” de pe albumul lor din2003 numit Dead Letters.

În jocul electronic The X-Files: The Game (Dosarele X: Jocul) „luminile” sunt utilizate de Guvernul Federal

al Statelor Unite ale Americii pentru a ascunde existența viețiiextraterestre și a OZN-urilor. În benzile

desenate, o membră a echipei de supereroi Alpha Flight, creată de Marvel Comics, se cheamă Aurora,

făcând referire la Luminile Nordului.

Formația muzicală Sonata Arctica Are o piesa instrumentală denumita sugestiv "Revontulet", care este

denumirea in Finlandeza a Aurorei Polare

Galerie[modificare]

O coroană aurorală

 

Auroră boreală văzută de pe Stația Spațială Internațională

 

Trei momente ale unei aurore de pe Saturncapturate de telescopul spațial Hubble

 

Auroră boreală capturată în Suedia

 

Aurora Boreală, văzuta de la 11 000 m altitudine, Canada

 

Auroră boreală, Salangen

 

Auroră boreală, Salangen

 

Auroră boreală capturată într-o noapte polară

Referințe[modificare]

1. ^ ro „Aurora polara, un fenomen fascinant”. flu.ro. Accesat la 17 iulie 2009.

2. ^ en Crearea primului show artificial de cer de neon

3. ^ a b c d e ro Elena Tomescu. „Aurora borealis#Aurora pe alte planete”. Accesat la 17 iulie 2009.

4. ^ en Studiu despre activitatea aurorală pe Saturn

5. ^ en Auroră detectată pe Marte

6. ^ en Birkeland, Kristian (1908). "The Norwegian Aurora Polaris Expedition 1902-3."

7. ^ de Fritz, Hermann (1881). "Das Polarlicht."

8. ^ pt Germania, opera lui Corneliu Tacitu, vorbind despre aurorele văzute de locuitorii Germaniei

9. ^ en Textul lui Thomas Bulfinch despre Walkirii

10. ^ en Critică la textul despre Walkirii în mitologia nordică

Bibliografie suplimentară[modificare]

en Secretele aurorei polare

en Explorarea magnetosferei terestre - viziune generală a magnetosferei, incluzând aurorele

en Eather, Robert H. (1980). American Geophysical Union. ed. Majestic Lights - The Aurora in

Science, History, and The Arts. Washington, DC. ISBN 0-87590-215-4

en Savage, Candace Sherk (1994 / 2001). Sierra Club Books / Firefly Books. ed. Aurora - The

Mysterious Northern Lights. San Francisco. ISBN 0-87156-419-X

Vezi și[modificare]

Câmpul magnetic terestru

Magnetosferă

Furtună magnetică

Vânt solar

Legături externe[modificare]

Wikimedia Commons conține materiale multimedia legate deAuroră polară

en Fizica aurorei